大多数观察家认为热泵是用于住宅、商业和公寓楼的小型供暖系统。但超大型热泵已投入使用，并在整个城市区域发挥着同样的作用。如果这些热泵的应用成功，将成为社会和经济脱碳的重要资产。Paul Hockenos 报道。

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丹麦埃斯比约市处于领先地位——但不会持续太久。

它拥有两台工业规模的热泵，为这座拥有10万人口的城市提供来自其沿海地区——瓦登海——的丰富热能。其目标是至少部分取代埃斯比约的燃煤发电厂，并最终完全取代。

这些热泵利用二氧化碳作为天然制冷剂，从海水中提取热量， 并将其输送至更高的温度。这些海水热泵由德国曼恩公司制造，总供热能力为70兆瓦，自2025年起将与一台60兆瓦的木屑锅炉和一台40兆瓦的电锅炉机组协同运行。混合技术最大限度地降低了投资和运营成本，并增强了应对燃料和电力市场波动的灵活性。

它们每年将为家庭供暖用户提供约28万兆瓦时的无碳热能。迄今为止，还没有哪台热泵能够产生如此高的热量，但埃斯比约的热泵也难以长期占据领先地位。在科隆，MAN正在建造另一台热泵，其容量将是埃斯比约的两倍。

欧洲已达成共识，认为热泵对于实现供热脱碳至关重要。系统供应商GEA集团总结道：“电驱动热泵能够取代基于化石燃料的传统供暖系统。它们利用现有的工艺废热或环境中的其他热源，并将热量转化为高温。例如，即使使用纯煤发电，热泵也因其卓越的效率而比传统锅炉更具可持续性，因为它仅需消耗锅炉约三分之一的一次能源即可达到相同的输出功率。”

这些超大规模系统在诸多方面都独具创新：它们还可用作峰值和备用负载设施。其灵活的运行能力——可在不到30秒的时间内从最小负载升至最大负载，并从（热）备用升至满负载——使其成为多功能系统。据曼恩能源解决方案公司称，它们可以轻松平衡电网，例如，支持整合太阳能和风能等依赖天气的发电设施。

根据国际能源署热泵技术合作计划，丹麦试点项目“证明利用无毒天然制冷剂二氧化碳的大规模海水热泵在技术上是可行的，在经济上也是可行的” 。

丹麦拥有广泛的区域供热网络，预计到2035年，其一半的供暖将通过电力供应。区域供热概念也被视为德国供暖行业脱碳的关键措施。由社会民主党、绿党和自由党组成的上届政府计划每年增加10万户家庭加入区域供热网络，以促进这一目标的实现。由基督教民主党领导的新政府同意德国应该增加区域供热，但并未具体说明每年的具体数字。

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德国已经拥有几台大型热泵，其中一台距离我在柏林新克尔恩的办公室不远，尽管其规模远不及埃斯比约的那台。在新克尔恩，一台8.5吨的热泵与几台大型锅炉相连，七台热电联产（CHP）机组位于供热厂区。使用的燃料包括化石燃气、木质颗粒、硬煤、生物甲烷和燃油。除了计划中的热电联产空冷系统外，还将提供其他潜在的热源（河水热量和地热能）。这项新技术充分利用了废热，提高了制冷的能源效率，并利用可再生电力提供绿色热能。

柏林新克尔恩区和邻近的柏林克罗伊茨贝格区的水泵产生的热量以热水的形式输送至约55,000户已接入的居民家庭。热水释放热量后，通过循环系统流回新克尔恩供热厂。该区域供热网络每年铺设约两到四公里长的管道，现已覆盖新克尔恩区和克罗伊茨贝格区的大部分地区。

德国智库 Agora Energiewende 认为，从技术角度来看，德国最高 200 华氏度（约 90 摄氏度）的供暖需求均可通过热泵满足。“作为其中的一部分，大型热泵可以充分利用地热能、水体和废热的巨大潜力，”该机构在一份报告中指出。“到 2045 年，大型热泵可以提供 70% 的区域供热，从而取代很大一部分化石燃气。”

斯图加特和曼海姆

德国最大的热泵即将落户斯图加特，由 EnBW 建造，热电联产站排出的冷却水废热将产生高达 24 兆瓦的电力用于区域供热。

在德国，除了斯图加特，柏林新克尔恩、曼海姆和罗森海姆也计划安装大型热泵，这些热泵将于2026年春季投入使用——所有这些都得到了联邦经济和能源部的支持。曼海姆将拥有德国最大的河流热泵，利用莱茵河的水为3500户家庭供暖。

Agora Energiewende 强调，大规模热泵的推广需要政府的支持。德国供暖脱碳这一更宏大的项目“需要三方面的支持：公共部门的战略目标和激励措施、制造商的技术创新，以及区域供热供应商和行业的加速实施。”

气候中性的供热对于德国实现其气候目标至关重要。随着大型热泵的出现，Agora能源转型计划中所有待办事项似乎都与德国或欧盟无关