根据德国联邦经济事务与能源部的统计数据，2017年德国供热与制冷占终端能耗的57%，排放二氧化碳2.54亿吨，占德国总排放量的约28%。其中，受气候条件影响，供热占比远超制冷，占2017年德国终端能耗的53.4%，因此，供热领域的温室气体减排对于德国实现其气候目标将起到关键作用。而热泵则是助力供热领域脱碳的重要技术手段之一，热泵具有很高的节能潜力，可以广泛应用在建筑与工业部门。

2019年，德国提出将在2050年实现气候中和，并在2021年5月将此目标提前至2045年。作为供热领域最重要的低碳技术之一，多家研究机构分析了为实现德国碳中和目标，热泵在供热领域中的应用潜力如图4-10显示。德国Agora能源转型论坛和其他权威智库机构在《德国气候中和2045》研究报告中估算，若德国碳中和的目标提前到2045年，德国供热领域热泵的安装数量至少要达到1400万台。

由于德国2045年气候中和目标更新时间较短，现有研究多以德国在2050年实现气候中和为目标年份进行分析。对诸多智库的研究报告汇总后，本部分针对热泵在建筑行业和工业生产中的使用潜力和热泵的温室气体减排潜力进行了分析：

（1）建筑行业

热泵可以在隔热保温效果各异的建筑供暖和热水供应中使用，为德国住宅和商业建筑提供高效的供热解决方案。而且，德国的许多地区与中国北方地区类似，广泛采用集中供热。为了实现碳中和目标，热泵在建筑供热环节的终端能耗占比也将会急剧增长。基于《德国气候中和2050》，德国能源署（DENA）估计，如果德国想要在2050年如期实现其碳中和目标，则热泵在住宅、商业建筑和集中供热中必须达到如图4-11的份额。

（2）工业生产

供热电气化是工业脱碳的一个关键步骤。在工业领域，目前热泵尚未大量应用，但却有巨大的潜力，特别是在低温应用（<100℃）方面。分析显示，在2050年，大约2/3的低温工业热量可由热泵产生。对于中温应用（100°C~500°C），到2050年，热泵可以占到热源的大约25%。目前已有德国企业可生产工业级150℃高温热泵，预计到2030年，技术进步和创新将使热泵能够产生高达180°C的热量，并在2050年前达到300°C的热量，从而释放热泵的进一步应用潜力。

（3）热泵在德国和欧洲的温室气体减排潜力

使用热泵产生的温室气体排放来自热泵用电和其使用的制冷剂。热泵的碳排放很大程度上取决于其所用电力的构成，如果全部使用可再生能源电力，热泵就可以实现近零碳供热。即使不完全是可再生电力供电，由于热泵高供热效率的特点，其二氧化碳排放强度仍低于传统的燃气供热锅炉。此外，随着未来电力系统的逐渐低碳化，使用热泵的碳减排潜力会更大，热泵可以成为一项明智的长期脱碳化投资。德国能源署预测了德国2030年和2050年热泵的二氧化碳净减排潜力（根据电力碳排放强度计算热泵的排放量），如表4-6所示。

据德国热泵协会（BWP）估算，热泵的二氧化碳排放比传统燃油锅炉平均低80%。如德国采取适当力度推广热泵，至2030年和2050年，热泵在供暖领域的减排潜力将分别为2500万吨和5800万吨二氧化碳（图4-12）。对于热泵在欧洲建筑领域的温室气体减排潜力的分析，另一项研究显示，即使热泵使用的电力来自燃气电厂，如果热泵在欧洲取代了所有使用化石燃料的分散锅炉，将减少7.5%的碳排放。如果热泵使用的电力全部由可再生能源发电来满足，热泵的减排潜力将高达16%（使用50%的可再生能源可减排12%）。