为实现气候中和目标,德国联邦政府制定了一系列政策手段,直接或间接推动热泵在供暖领域的广泛应用。这些政策包括更加严格的能效约束性标准,也包括有效的财政激励措施以及碳市场的间接辅助。多种政策手段的共同作用形成了奖惩并存的机制,推动了热泵市场在德国的快速发展。
(1)热泵的直接支持政策
a)财政支持政策。2000年,德国推出了《市场激励计划》(MAP),支持包括热泵在内的可再生能源供热。2015年,《市场激励计划》修订后大幅提高了对热泵的补贴力度,进一步推动热泵的安装。2021年,《联邦建筑能效经费计划》(BEG)出台,取代并整合了之前的《市场激励计划》等其他经费支持计划。原则上,《联邦建筑能效经费计划》提供两种形式的财政支持:直接补贴或贷款还款补贴。根据该计划规定,热泵可获得的直接补贴为安装热泵成本的35%~45%。如用热泵取代燃油锅炉,用户可获得45%的补贴。此外,如果改用热泵是建筑综合能效提高整体改造的一部分,而非仅升级供暖设施,用户还可以获得5%的额外补贴。对于住宅,更换热泵的补贴上限为6万欧元,商业建筑的补贴上限为1500万欧元。
根据该计划规定,热泵用户还可以申请德国复兴信贷银行的贷款偿还减免。新建建筑和现有建筑改造的贷款额度从12万~15万欧元不等。新建建筑的贷款偿还补贴为贷款额的15%~25%,现有建筑的补贴为25%~50%。新建或改造后建筑物的能效级别越高,补贴则越高。德国的热泵支持政策取得了预期的效果,热泵安装量从2015年前的每年约6万台,增长到2019年的约9万台,2020年甚至达到12万台,由于政策的支持,预期热泵安装量在未来几年进一步增长。
b)严格的能效约束性标准。除了财政支持,建筑和能效标准的提高在促进热泵的使用方面也发挥了重要作用。在德国,2007年颁布的《节能条例》(EnEV)是促进热泵发展最重要的能效规范,它规定了新建建筑和改造建筑的最低能效要求。2016年修订的《节能条例》能效标准进一步趋严,它要求新建建筑的一次能源消耗减少25%。2020年,德国颁布《建筑能源法》(GEG)取代了《建筑节能法》同时废止《节能条例》,《建筑能源法》进一步完善了对新建建筑和现有建筑的能效要求,并明确规定除特殊情况外禁止德国在2026年后安装燃油锅炉。目前热泵系统越来越多地使用可再生能源电力,并利用额外的可再生环境热源,因此在新的能效要求下,热泵是一个极具优势的供热技术,也是唯一一个能够使新建筑达到最高能效等级的技术,且不需要任何额外的措施。
c)直接支持政策对热泵市场的影响。德国热泵协会的一项研究分析了电价、补贴政策和能效标准对热泵销售情况的影响,分析结果显示,尽管高电价会影响热泵的销售量,但这也并非绝对,如果补贴足够高,对于热泵的销售量影响也会很小或可忽略。但补贴力度的增加和能效标准的升级一定可以促进热泵的销售:《市场激励计划》在2015年进行改革,加大了补贴力度,当年德国热泵整体销售增长15.8%;2016年《节能条例》的修订也让当年热泵销售增长了16.1%。此外,这一分析还指出,对于热泵销量而言,补贴对现有建筑中热泵的使用有更大的影响,而严格的能效标准则对新建建筑的热泵使用影响更大。图4-11显示了德国热泵销售情况与热泵直接支持政策变化趋势的关系。
(2)热泵的间接支持政策
a)碳价机制。在碳价机制下,使用化石能源要为其排放的二氧化碳付出相应成本。化石能源成本的增加成为推动热泵使用的另一个重要驱动力。从2021年开始,除了参与欧盟碳市场(EUETS)外,德国还推出了独立的国家排放交易计划(ETS),管控未被EUETS涵盖领域的碳排放,包括交通和供热部门的化石燃料使用。根据德国国家排放交易计划ETS,每吨二氧化碳的价格为25欧元,且逐年增加,到2025年将达到55欧元/吨。2026年的碳价区间将为55~65欧元/吨,具体碳价将通过交易决定。2021年7月14日,欧盟发布了改革其气候和能源政策的各种立法建议。一个重要的建议是,从2026年开始为建筑(供热)和交通部门建立单独的、欧盟范围内的排放交易计划。如果这个建议得以落实,德国的建筑排放交易计划可能会与欧洲的排放交易计划合并,并且在欧盟范围内对供热和交通部门的化石燃料实行碳价,这将加快热泵在德国的发展。
在欧盟国家中,引入碳价机制的国家也是热泵数量和比例最高的国家。瑞典1991年起对所有化石燃料征收碳税,且价格逐步增加。2021年,瑞典每吨二氧化碳114欧元,为全球最高。芬兰1990年引入碳税,2021年价格为62欧元/吨、挪威1991年引入碳税,2021年价格为58欧元/吨。这些高碳税国家中,挪威每千户家庭的热泵销售量为41台,芬兰为39台,瑞典为24台,而其他大多数欧洲国家则低于10台。
b)工业用电免税。在德国,能源密集型产业可免除部分税费,这大大降低了他们的电力成本。且减免部分税费的前提条件是工业企业引入能源管理系统或落实能效措施,这在一定程度上推动了工业电气化的发展。
c)碳差价合约(CCfD)。目前,德国联邦政府正计划引入“碳差价合约”,以补偿企业因采用低碳生产技术而产生的额外成本。由于生产过程中高昂的碳减排成本,“零碳”产品通常价格昂贵,预计在未来几年里,CO?价格水平不会抵消这部分成本。CCfD通过补偿实际减排成本和碳价格水平之间的差异,为企业提供安全保障,使其能够在不受实际CO?价格影响的情况下进行生产,并保证其竞争力,从而使企业投资于低碳技术。CCfD判断为低碳生产最重要的成本因素是有使用了可再生能源(主要是氢气或绿色电力)带来的额外成本,通常对具体技术没有规定,因此热泵解决方案原则上符合条件。
就美国而言,政策工具在热泵设备的推广过程中起到了十分关键的作用,下文从顶层规划设计、法规标准体、补贴政策和宣传推广几个方面总结梳理了美国的热泵相关政策。
(1)顶层规划设计
美国白宫于2021年4月提出,到2030年美国温室气体排放将从2005年的水平减少50%~52%,到2050年实现温室气体净零排放。美国国务院和美国总统办公厅在2021年11月发布的《美国长期战略:2050年实现温室气体净零排放路线图》中指出,建筑高效电气化是建筑领域脱碳最重要的手段。该战略提出了建筑终端用能中电力占比从2020年的50%上升到2050年的大于90%的目标。具体到设备层面,到2030年,热泵、电加热器和电气化烹饪设备需达到60%以上的销售占比,并到2050年增长至约100%。同时该战略也强调了建筑自身能源需求降低的重要性,提出了建筑的能源需求到2030年减少9%,到2050年减少30%的目标。
(2)法规标准体系
在美国,建筑相关法规主要在州级或城市层面提出。目前,各个州级政府正在争先推出建筑领域的电气化法案,强制性建筑法规的推出将大大助力热泵取暖的推广。
2022年4月22日,华盛顿州批准了美国首个强制性建筑电气化的州级法案,法案要求新建建筑(包含绝大多数的商业建筑和多户式住宅建筑)采用热泵进行供暖,并要求至少50%的建筑生活热水需求由热泵提供。在这之前,加州能源委员会批准了美国第一个将高效电热泵作为基准技术的建筑规范,但并没有强制要求热泵的安装。
除对建筑的电气化要求外,美国能源署(Department of Energy DoE)对于热泵产品本身能效的要求也在不断严格。美国的热泵性能由“制热季节性能系数(HSPF)”来衡量,计算方式是用供热季热泵设备的热量输出(以单位BTUs计量)除以热泵耗电量(以单位Wh计量)。根据2015年的标准,户用空气源热泵的最低HSPF为8.2,从2023年起,该最低能效要求将提升至8.8,即只有HSPF超过8.8的空气源热泵才可以在市场上售卖。
(3)补贴政策
在美国联邦层面,税收抵免是最为常见的对于热泵提供购买补贴的方式,例如,早在2006年开始,安装满足能效要求的空气源热泵可以获得最高300美元的税收抵免,这一补贴政策已于2021年12月31日失效,但对于能效和初投资都较高的地源热泵,税收抵免仍然有效,但也将于2023年底截止。结合近期出台的强制性电气化法规,可以看出,美国对于热泵设备的政策正在从鼓励激励向强制要求转型。
在州级层面,对于热泵的补贴政策更为激进。美国缅因州(State of Maine)和佛蒙特州(State of Vermont)等州也在运用各种补贴政策加速热泵的采用。从2019年开始,Efficiency Maine(“能效缅因州”补贴政策)为住宅安装的每个分体式热泵补贴500美元,每两个单元补贴750美元。此外,热泵补贴也可用于商业客户,商业建筑能效改造支出可享受每平方英尺高达1.80美元的税收抵免,前提是这些能效改造能够减少建筑50%的能源使用。
(4)宣传推广
为了推广热泵供暖的使用,NYSERDA(纽约能源研究与发展局)推动实施了“NYS Clean Heat”项目,一个州级的热泵宣传推广计划,旨在提升当地居民对于热泵产品的认知与接受程度,帮助建立更加完善的热泵市场。项目的主要步骤如下:
通过数据分析找出清洁供暖的潜在客户群体。
通过电视广播、社交媒体、邮件等多种渠道向识别出的目标客户群体推广热泵产品。
成立项目官方网站,为想要安装热泵产品的用户提供一站式信息咨询服务,如,提供不同种类热泵产品介绍与对比、寻找获得认证的承包商、获取优惠和补贴信息等。
通过NYSERDA认证的热泵厂家还可以通过NYSERDA的官方市场推广渠道对自己的产品进行宣传,NYSERDA收取一定的宣传费用并把收取的费用以补贴的形式返还给客户,一方面利用自己的公信度提升了客户对于热泵产品的购买信心,同时还获得厂家和用户的多方共赢。
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