由低排放电力驱动的热泵，是全球范围内向安全和可持续供暖过渡的核心技术。目前市场上可用的热泵能效是天然气锅炉的三到五倍。在目前这个化石燃料价格由于全球能源危机而急速上涨的关头，热泵能够降低居民家庭应对化石燃料价格飙升的风险。全球超过六分之一的天然气需求用于建筑供暖——在欧盟，这一比例为三分之一。到2050年，将有26亿人生活在同时需要供暖和制冷的地区，而许多热泵也可同时提供制冷，这就消除了他们对单独制冷空调的需求。建筑供暖每年产生40亿吨二氧化碳排放量，占全球排放量的10%。即使是在目前的发电组合结构下，安装热泵代替化石燃料锅炉也能在所有主要供暖市场中显著减少温室气体排放——随着电力系统的脱碳，这一优势将进一步增强。

2021年，热泵满足了全球约10%的空间供暖需求，但安装速度正在迅速增长。热泵的供热份额与燃油供热和其他形式的电供热相当，但低于燃气供热（份额40%以上）和区域供热（份额15%）。在一些国家，热泵已经成为最大的供暖来源。在挪威，60%的建筑配备了热泵，瑞典和芬兰的这一比例超过40%，这削弱了热泵不适合寒冷气候的说法。2021年，热泵的全球销售增长了近15%，是过去十年平均水平的两倍。欧盟的热泵销售增长约为35%，考虑到能源危机影响，预计未来这一增长速度还将进一步加快，波兰、荷兰、意大利和奥地利2022年上半年的热泵销量约为去年同期的两倍。中国仍然是热泵最大的新销售市场，而北美目前安装有热泵的家庭数量最多。上述地区与日本和韩国一起，也是热泵主要的制造业中心，即该行业最大企业的所在地。

政府对能源安全的关注和对气候变化的承诺将使热泵成为供暖和热水制备的主要脱碳手段。本报告探讨了一种情景，即世界各国政府全面、及时地履行其宣布的所有能源和气候的相关承诺。在这种情景下，作为一种经过验证的供暖脱碳技术，热泵的全球装机容量将从2021年的1000GW跃升至2030年的近2600GW，使其在建筑总供暖需求中的份额从10%提高到近20%。因此，天然气需求将减少800亿立方米，供暖用燃油每天减少100万桶，煤炭减少5500万吨标准煤。总的来说，这意味着到2030年，热泵将贡献全球建筑供暖化石燃料使用减少量的近一半，其余部分将来自其他节能措施。在另一个符合1.5℃全球气候目标的情景下，热泵的发展速度将更快——到2030年，热泵的应用规模将增长近三倍，在供暖中的份额将达到25%。

热泵还可以满足工业和区域供热的供热需求。目前，大型热泵可以提供高达140-160℃的热量，通过对其进行创新和改进设计还可以达到更高的温度。目前最常见的工业热泵提供的是较低温度的热量。近期造纸、食品和化工行业应用热泵的机会最大，近30%的综合供热需求能够通过热泵解决。仅在欧洲，这三个行业中由于近期天然气价格上涨而受到严重打击的3000个设施就可以提供15GW的热泵安装量。

尽管能源效率和需求响应措施可以大大减少对电力系统的影响，但热泵的加速应用仍不可避免地增加了全球电力需求。如果实现气候承诺，建筑和工业供热的电力份额将在2021年至2030年间增加一倍，达到16%。在此期间，全球电力需求增长25%，而热泵对此增长的贡献还不到10%。对于那些新增热泵设备但不同时提高能源效率的家庭来说，这可能会使他们在冬季的用电峰值需求增加到近三倍。将家庭用电能效等级提高两个等级（例如，在欧洲国家从D级提高到B级）可以将供暖能源的需求减半并降低所需热泵的规模，为消费者节省资金，并将高峰用电需求的增长减少三分之一。再加上精心的电网规划和需求侧管理，这将缓和由供热电气化引起的配电网升级需求，并最大限度地减少到2030年对额外灵活发电能力的需求。

加快热泵的应用需要克服一些障碍。其中最主要的问题是与其他供暖方案相比购买和安装热泵设备的前期成本更高；同时还存在其他阻碍消费者选用热泵的非成本因素；生产制造约束；以及合格安装人员的潜在短缺。需要各国政府与热泵行业合作并采取协调一致的行动，解决这些障碍，实现更高的热泵应用率。

尽管可以长期节能，但高昂的前期成本可能会阻止消费者应用热泵。购买和安装一台空气-空气模式热泵的成本通常在3000美元到6000美元之间。然而，即使是最便宜的空气-水热泵，考虑对现有散热器系统的改造，其价格在大多数主要供暖市场上仍比天然气锅炉贵两到四倍。目前，全球有30多个国家实施了对热泵的财政激励措施，覆盖了当今70%以上的供暖需求。这些国家的补贴使得最便宜的热泵选择方案与消费者购买新燃气锅炉的成本相当。还可以针对低收入家庭（如在波兰）和/或高效率模式（如在加拿大）采取额外的激励措施。在一些国家，电费和能源税的设计使热泵相对于化石燃料锅炉处于不利地位，因此关税和税收应该偏向于使消费者选择更清洁、更高效的用能方式。

一些非成本障碍阻碍消费者应用热泵。这些障碍问题包括信息缺乏、对业主和租户的分散激励以及建筑法规等。一些国家的政府已经采取行动调整建筑规范(如捷克共和国)，为消费者创建“一站式商店”（如在爱尔兰），并鼓励其他商业模式来解决分割激励问题——尤其是在北美、英国和德国——尽管这还需要做出更大的努力。需要特别注意的是解决在多户住宅和商业建筑中安装热泵的障碍，尽管这类建筑目前在销售中所占的份额很低。

合格安装人员的短缺已经成为许多关键供暖市场的瓶颈，这需要对工人进行大规模的二次培训。在我们的情景设想中，到2030年，全球对热泵全职安装人员的需求将增加到原来的四倍。将热泵纳入现有认证体系并对具有类似技能的供热技术人员、管道工和电气工程师进行认证，将有助于减少培训需求。欧洲各地采用的财政激励措施，也可以吸引新员工参加专门的培训项目。