目前北方城镇建筑需要每年50亿GJ的热量来满足供暖需求，因此热泵应用前景非常广阔，减碳潜力非常巨大。热泵的运行依靠电力，大规模应用热泵使电消耗增加，导致二氧化碳间接排放量增大。而目前我国发电量中仅有30%为“零碳”电力，其余为需要燃煤、燃气“碳排放”电力。因此，要想进一步降低建筑碳排放，必须改变电力生产方式，努力实现电力生产的“零碳”。同时，通过建筑围护结构改造降低热负荷，对碳减排也有促进作用。
综合考虑发电方式改革引起的电力碳排放因子降低，建筑围护结构改造导致的耗热量指标下降和我国供暖面积的变化，设置1个当前情景和2个2060年情景，进行不同情景的碳排放量核算。2017~2018年北方城市平均单位面积耗热量约为0.355GJ/m2 ，随着节能改造的进行，2021年建筑供暖耗热量取0.35 GJ/m2。对比供暖方式，城镇折算为燃煤供暖的综合能效取70%、农村为50%；对于热电联产方式集中供热，根据《民用建筑能耗标准》(GB/T 51161-2016)，通过输出的电力和热量的㶲分摊输入的燃料来计算碳排放。由于农村取暖具有“部分时间、部分空间”的特点，因此考虑农村取暖的同时使用率为50%，未来随生活水平提高增加至60%。各情景计算指标如表5-2所示，情景主要含义如下：
当前情景（情景1）：按照目前我国建筑规模、各类主要供热方式占比及电力碳排放因子得到的碳排放量。
自然增长情景（情景2）：热泵规模自然增长，2060年热泵占比增长至城镇20%、农村30%；热电联产效率提高，燃气壁挂炉等被取代，各类零碳或低碳热力占比增多；绿电生产增加，供暖面积增加，建筑围护结构和电力生产方式得到改造，耗热量指标下降至城镇0.20GJ/m2、农村0.30GJ/m2，电力碳排放因子降至0.150 kgCO2/kWh，管网输配效率更高，输配能耗降至1.2kWh/m2，热泵COP随着技术进步而有所提高。
显著增长情景（情景3）：在情景2的基础上，大力推动热泵技术在碳中和中的应用，热泵占比显著增长至城镇30%、农村70%。
图5‑5给出了不同情景下的碳排放量，当前建筑供暖碳排放量达到了8.83亿tCO2/年，由于城镇集中供热和热电联产方式占比较大，因此间接碳排放量较多，而农村散煤燃烧较多，直接排放量更大。对于自然增长情景（情景2），采取电力改革、围护结构改造等措施，但是热泵占比自然增长，未大规模推广，2060年的碳排量仍有4.64亿tCO2/年，仅能实现47%的减排，建筑供暖碳排放量仍然巨大。对于显著增长情景（情景3），2060年热泵技术得到大力推广，仅有2.29亿tCO2/年的碳排放，可实现74%的减排。可见，推广热泵技术能大规模降低建筑供暖碳排放。显著增长情景（情景3）下，仍有少量碳排放，一方面是热电联产会产生间接碳排放；另一方面是电力生产仍存在碳排放。若2060年热泵占比达到100%，电力实现零碳，其碳排放量可进一步下降。
图5‑6给出了不同热泵增速下2020~2060年的碳排放量与潜在减排量，不同增速的含义如表5-3所示。在热泵零增速下，建筑供暖的碳排放量缓慢降低，碳减排仅来源于需求变化、热电联产规模扩大和电力碳排放降低，因此热泵减排量为0；在低、中、高增速下，碳排放量逐年降低，且热泵占比增速越大，减排效果越明显。在高增速下，2060年碳排放量仅有2.29亿tCO2/年，减排量达到6.54亿tCO2/年，可实现74%的碳减排，其中热泵减排量3.04亿tCO2/年（占比46%），需求侧减排量为1.67亿tCO2/年，电力端减排量0.41亿tCO2/年；另外热电联产规模扩大也贡献了1.42亿tCO2/年的减排量。可见，热泵的快速普及可以带来显著的碳减排。
图5‑7给出了采用不同热源为建筑供暖的碳排放强度变化。未来，化石燃料逐渐退出建筑终端用能，电能成为建筑供暖的主要能源。直接电热供暖方式的碳排放随着电力生产方式改造逐年下降，但是2060年其碳排放强度仍显著高于热泵。研究也指出，直接电热供暖可行性较差。
热泵的碳排放随电力碳排放因子的下降而不断下降，直至趋近于0，且热泵COP越高，其碳排放强度越低。在2030~2060年间，热泵都是碳排放最低的供暖方式，且在持续下降，相对于其它供暖方式具有显著的节能减排优势，也说明热泵技术是建筑供暖领域实现碳中和的最优路径。
除分析的电动热泵潜在减排量贡献之外，吸收式热泵在城镇集中供暖中也正在扩大应用，在电厂、工业余热回收，烟气热回收、吸收式换热等大温差供热系统中变得越来越重要，也是供暖热源、输配系统减排的重要技术措施。此外，电动热泵也是近年兴起的南方供暖的主要热源。
