供暖和制冷约占全球能源消耗的一半，并导致超过40%的能源相关二氧化碳排放。
考虑到生活在炎热气候地区的人群中仅有三分之一拥有制冷设备，随着全球气温持续攀升，供暖和制冷领域的能源需求预计将激增。这凸显了该行业亟需转型并实现脱碳的紧迫性。
高效电力驱动热泵将在这一进程中发挥关键作用，尤其适用于建筑物的空间供暖和热水供应——这些建筑的制冷系统已基本实现电气化。
热泵是一种利用电力将热量从一处转移到另一处的设备。 不妨将其视为"可逆空调"。正如冰箱通过吸收食物热量来保持低温，热泵既能从室外吸取热量为建筑供暖，也能将热量排出室外为建筑制冷。其热源可来自多种渠道：室外空气、河湖水体、地热，甚至工业余热。这些热源在制冷模式下亦可充当散热器。
热泵是能效极高的设备。每消耗1单位电能，它们就能提供3至6单位的有效热能。相比之下，传统的燃烧式供暖系统每消耗1单位能源，仅能提供不足1单位的热能。
它们还具有多功能性。当建筑物已配备燃气基础设施时，热泵可与现有的燃气锅炉配合使用，从而在寒冷天气中最大限度地减少热泵效率的下降，这有助于增强用户对转向电气化供暖系统的信心。
此类混合热泵解决方案将提供大部分供热需求，不仅能立即降低能源成本，还能减少电网在严寒时期增加峰值负荷的必要性——当热泵效率降低时，通常需要通过增加电网负荷来维持供热。
在电力与热能两种能源载体间切换的能力，既增强了能源系统的韧性，又能通过智能控制系统结合能源价格因素降低使用成本。随着时间推移，剩余的天然气使用量可逐步替换为脱碳燃料，例如可再生生物天然气。
热泵的优势不仅在于其高效能和与传统供暖系统的混合化，更可通过聚合方式为电网提供服务，从而为热泵所有者创造收益。
国际可再生能源署（IRENA）的《创新格局报告》中提到一个案例：瑞士公司Tiko通过整合众多客户拥有的热泵、冰箱及其他电器设备，创建了目前欧洲规模最大的虚拟电厂。Tiko的虚拟电厂汇集了超过7000户家庭的设备，总装机容量达100兆瓦，使其成为欧洲规模最大的虚拟电厂之一。
这类虚拟发电厂公司通过数字平台控制家用电器，在用电高峰期转移或降低用电需求，既为电网提供了宝贵的灵活性，又降低了用户的电费账单。该平台还将电器能耗与私人发电（如屋顶光伏）相结合，进一步降低了电费支出。
为将全球气温上升幅度控制在1.5℃以内，国际可再生能源署（IRENA）提出的净零排放路线图指出，到2050年需新增安装近8亿台热泵设备。这意味着当前约6000万台的安装量需增长14倍，为这项高效供暖技术提供的大规模电网服务铺平道路。
在2023年9月25日至28日于波恩举行的国际可再生能源署创新周活动中，一场关于建筑供暖与制冷电气化的专题会议将深入探讨热泵的创新应用、其对消费者的积极影响以及提升普及率的策略。
创新周是国际可再生能源署（IRENA）迈向COP28进程中的议程设定活动，彰显我们作为全球前沿可持续解决方案召集者的角色，旨在加速全球能源转型进程。本次活动将汇聚各国领导人、行业专家、企业代表、学术界人士及政策制定者，共同探讨能够支持并加速全球能源转型的尖端创新成果。
欲了解更多关于热泵的信息，请参阅国际可再生能源署（IRENA）的《《智能电气化创新格局》》报告，该报告重点介绍了100项关键创新成果，这些成果可为智能电气化战略奠定基础。
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