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热立方观察|把握热泵行业投资机会

1 热泵:高效节能的低碳供热终端

1.1 热泵可看做更擅长制热的“空调”

热泵的本质:更擅长制热的“空调”。热泵从供应链、技术原理及主机形态来 看均与家空、央空类似,其本质是 HVAC&R 产业技术的分支应用。在国内家用热 泵通常被冠以 “中央空调两/三联供”、“空气能热水器”等名称,而其原名“热泵” 确并不常见。从工作性能方面看,热泵和我国常见的家空比更偏向于供热、采暖功 能,末端形态更为丰富,除常见的风机盘管外,还包括地暖盘管、散热器、水箱等。

热泵的热量可来自空气、水、地表,热量的输出载体多为空气和液体。与空调 一致,热泵是一种利用逆卡诺循环原理,用少量电能驱动把空气中的低品位热能吸 收压缩升温后加以利用的一种高效集热并转移热量的节能技术产品。按热量的来 源,可以分为空气源、水源和地源热泵;按热量的用途,可以分为制冷、采暖及生 活热水热泵,这三种用途结合应用则为“两联供”、“三联供”中央空调。

1.2 经济&环保是热泵两大核心优势

热泵作为未来供暖替代方案的核心原因是经济&环保两大优势。随着全球能源 转型进程的推进,煤炭、天然气等高品位能源通过燃烧等方式采暖方式的弊端显现 (低能量转换效率、高碳排放等),热泵供冷/暖的高能效比带来的经济&环保优势 逐渐被重视,而地缘冲突导致的能源价格波动则加速了热泵在全球的部署进程。经济优势来自于其超高的能量转化效率,化石燃料、电能直接加热的转换效率 的理论最高值为 100%,而根据现行国标,热泵的能量转换效率均在 300%以上, 一级能效要求基本在 400%-600%。同等热量需求下,热泵的电能消耗仅为传统制 热方式的 1/4 不到,能源价格越高,则热泵的经济效益越明显。环保效益受益于其使用的电能为二次能源,在较高能量转换效率基础上,热泵 使用的电能可通过太阳能、水能、风能等清洁能源转化而来,较天然气、煤炭等化 石燃料具备显著的环保优势,且符合目前可再生能源发电占比不断提升的能源结 构转型大趋势。

热泵的初始安装费用较高,但全生命周期运行费用更低。相较于传统设备,热 泵热水器的全生命周期成本明显低于电热水器、燃气热水器,热泵供暖成本明显低 于煤炭采暖、燃气壁挂炉。在高能效比的支撑下,同等热量需求下,热泵的耗电量 更低,对应的电费价格也更低。但由于热泵系统相对更复杂,空气源热泵热水器均 价基本在 5000 元-8000 元,是电热水器价格的 4 倍左右,初始投资价格较高是 制约其发展的重要因素。但从全生命周期角度来看,以 10 年设备周期及当前电价 /天然气价格水平测算,空气能热水器的使用价格优势依旧明显。随着双碳目标的 推进,节能减排目标越严格,热泵的安装价值就越高。

1.3 热泵产业链与家空基本一致,控制器与换热器成本占比 更高

热泵零部件与家空基本一致,产业链可以分为上游零部件供应商和下游整机 及品牌商。热泵上游核心零部件与家用空调基本一致,包括压缩机、阀件、换热器、 控制器和水泵及水箱等。由于技术共通性,下游为品牌商来自暖通行业中如制冷空 调、燃气/电力/太阳能热水器、专营热泵等细分领域的“玩家”,空气源热泵目前 已有不少国内整机品牌参与,如格力、美的、海尔、海信日立、日出东方、万和电 气等,水源和地源热泵主要“玩家”依然以外资为主,终端应用场景主要为 1)热 水:家用热泵热水器、商用热泵热水器;2)采暖:户式供暖、商用供暖;3)烘干 及特种应用。

换热器、压缩机、变频控制器、阀件及水泵构成了热泵的主要价值。我们参考 芬尼科技的采暖热泵出货价格 20000 元作为我国采暖热泵行业出口均价,参考国 际可再生能源署的报告拆分热泵主要零部件的价值占比,其中,变频控制器价值量 占比约为 21.5%,约 4300 元;换热器价值占比约为 19%,约 3800 元;热泵中 应用的压缩机主要为转子式(65%)、涡旋式(35%),平均价值占比约为 13.5%, 约 2700 元;热泵使用的阀件类型与家空基本一致,合计价值量占比约为 13.5%, 约 2700 元;热泵系统中水泵类型主要为循环泵、屏蔽泵、离心泵等,平均价值量 占比约为 12.5%,约 2500 元。

2 碳减排+能源危机催化,热泵渗透率加速提升趋 势确定

热泵产业基本面:美国需求总量最大,欧洲增速最快,我国出口最多。从销量 来看,欧洲为增速最快的地区。碳减排政策及能源危机双重催化下,欧洲热泵需求 旺盛,在全球主要地区中增速遥遥领先。2021 年销量 218 万台,同比+34.6%。据 EHPA,2022 年欧洲销量 300 万台,同比+38%,超出全球市场增速 27pct。从产量来看,中国拥有全世界最大的热泵产能。2020 年我国热泵产量约占世界的 60%,主要产能集中于华东、华南地区。

长逻辑:碳中和趋势下,热泵市场持续扩容

热泵是助力供热领域脱碳的重要技术手段,完美契合能源转型。减少温室气体 排放的目标是热泵销售长期增长的核心驱动力,据 IEA,至 2030 年,热泵至少能 减少 5 亿吨二氧化碳的排放量,约为建筑供暖减排目标的 50%。若按碳中和目标, 2030 年全球碳排放量降至 2010 年的 55%测算,则热泵可贡献全球计划减少的二 氧化碳排放量的 3.6%。部分国家已经限制石化供暖,热泵是全球供暖电气化转型的关键技术。据 IEA 测算口径,当前全球建筑电力供暖比例为 20%,IEA 预计 2030/2050 年提升至 30%/50%,其中向高能效热泵转型是供暖能源转型的首要选择,对应全球热泵每 月安装量将从 2022 年的 100 万台提升至 2030 年的 800 万台(CAGR 29.7%)、 2050 年的 1400 万台(CAGR 9.9%)。

欧盟加速能源转型,进一步提升碳减排目标。2019 年 12 月,欧盟委员会发 布了《欧洲绿色协议》,将温室气体减排目标由降低 40%提升到至少降低 50%。以《欧洲绿色协议》为蓝本,欧洲议会和欧盟理事会在 2020 年 9 月提出《欧洲气 候法》立法提案,并于 2021 年 6 月通过批准程序,以法律形式确立了 2030 年减 排目标和 2050 年碳中和目标。

安装补贴+政策规划托底长期渗透率水平的下限,欧洲热泵增长确定性强。由 于热泵初始安装成本较高,需求释放对政策补贴存在一定依赖性。欧盟中英法德意 等多国已出台政策,通过直接补贴、税收减免、提供低息/零息贷款等形式补贴热 泵,并明确规划未来热泵部署数量目标,欧洲热泵渗透率的快速提升确定性强。

3 海外:欧洲供暖热泵需求快速增长,Air-water 类 型需求最旺

3.1 短期催化下,欧洲热泵需求结构迎来改变

欧洲能源对外高度依赖,能源危机加速欧洲能源结构转型进程。根据欧盟统计 局,欧洲天然气中 80%以上依赖进口,其中 41%以上来自俄罗斯(2020 年)。自 俄乌冲突以来,受北溪管道、极端高温天气影响,占据欧洲能源消耗近 1/4 的天 然气价格大幅上涨,加速了欧洲能源转型进程。

热泵需求快速增长,22 年欧洲销量同比+38%至约 300 万台。使用热泵替代 锅炉是欧洲建筑能源转型的关键,随着各国补贴政策的陆续出台,欧洲热泵市场自 2015 年起提速,2021 年、2022 年受能源价格大幅上涨及新一轮补贴政策的刺 激,销量分别同比+34%、+38%,22 年增速创历史新高。分产品结构来看,空气 源热泵是需求主力,且占比有持续提升趋势,其中以水为室内热交换媒介的 Airwater 型热泵需求最旺,2021、2022 年同比分别增加约 51.6%、55.8%,显著高 于热泵整体增速。

欧洲市场集中度较高,法、意、德占据欧洲 50%的市场份额。分国别来看, 法国、意大利为欧洲前两大市场,2022 年意大利销量 50.2 万台,同比+32%,首 次超过法国成为欧洲热泵销量最高的国家;法国销量 46.3 万台,同比-14%;德国 销量 23.6 万台,同比+33%。此外,北欧及中欧部分国家增速亮眼,瑞典销量 21.5 万台,同比+62%;芬兰销量 19.6 万台,同比+52%;波兰销量 19.5 万台,同比 +99%;捷克销量 6 万台,同比+100%。

3.2 空间测算:欧洲热泵每年平均市场规模有望达 4216 亿 元

欧洲热泵的品牌供应商较多,龙头占有率有限。热泵安装难度大、初始投资高、 更换周期长,消费者倾向于选择产品、渠道、售后完善的国际性品牌。相较于供暖 锅炉市场,欧洲热泵的行业格局更加动态,供应商更加分散,除法国外主要热泵需 求国家的龙头品牌占有率均未超过 20%,CR5 基本在 60%左右。

欧洲各国热泵价格差别较大,以英国为例热泵设备、安装、运输包装等费用分 别占总成本 35%、25%、25%。欧洲热泵价格较高,空气源热泵初始投资相对较 小,室外机安装相对便捷;水源/地源热泵以浅层水源/大地(土壤&地下水),工 程更复杂,初始成本更高。据 IEA 及 Checkatrade,以英国为例,2022 年空气源 供暖热泵初始安装价格总额约在 6.3-10.5 万元,地源热泵则约为 10.5-21 万元, 其中空气-水型热泵产品均价合人民币约为 4.8 万元,安装费用均价约为 5.6 万元。由于欧洲各国人力成本差别较大,我们以英国热泵市场为例拆解热泵总成本,热泵 设备费用及在家庭中的直接安装费用约占总成本的 60%,其中设备价格约占35%;运输、佣金、包装等费用约占总成本的 40%,其中与热泵设备直接相关的包装运 输及佣金等费用占比约 25%。

欧洲锅炉年销量目前仍在 600 万台左右,存在较大替代空间,预计 2030 年 欧洲热泵年销量 1200 万台以上。根据 EHPA,欧洲区域 2010-2020 年间采用化 石燃料为主的锅炉销量平均在 600 万台左右,当前除北欧外绝大部分欧洲大陆区 域的供暖结构非清洁能源仍占据主力,热泵作为锅炉供暖的替代产品,其渗透率提 升空间及确定性很强,2020 年热泵在供暖设备中的渗透率约为 20%,较 2015 年提升约 9pct。基于“REPowerEU”,EHPA 预测到 2026/2030 年时,欧盟热泵累 计新增安装量将增加 2000/6000 万台,2030 年销量有望达到 1200 万台以上, 22-30 年对应 CAGR 为 18.9%。

据 EHPA 及我们的测算,预计欧盟区域 2022-2030 年将新增部署约 5961 万台热泵。以当前欧洲各国的政策目标为基准,其中德国、波兰、西班牙、英国、 荷兰等主要国家预计至少贡献约 2000 万台新增需求,以法、意当前的销量占比推 算,预计法意两国至少可贡献 1500 万台以上。

预计 2023-2030 年欧洲新增热泵市场的年均规模约 4216 亿元。经我们测 算,2010-2022 年欧洲累计销售的热泵中地源、空气-水、空气-空气、生活热水 类型占比分别约为 9%、36%、45%、11%,综合参考 IEA 的数据,我们估计各类 型均价分别为 13.0、6.7、3.9、1.6 万元左右。参考欧洲热泵协会分析,我们的测 算,2023-2030 年欧洲新增热泵部署有望达 5961 万台,对应年均销售 745 万台, 其中空气-水型热泵占比有望提升至 51%,对应销售约 3000 万台,空气-空气型 热泵预计占比降至 26%。整体来看,欧洲每年新增市场的整体规模约为 4216 亿 元。

3.3 美国市场:规模大于欧洲渗透率提升缓慢,通胀法案有 望加速热泵部署

美国市场规模大于欧洲,但增速较慢。2021 年美国空气源热泵销量为 392 万 台,约为欧洲热泵销量的 1.5 倍,同比增速为 15%,低于欧洲(34%)。热泵渗透 率缓慢提升。在供暖领域,2020 年约有 14%的家庭使用热泵供暖,较 2015 年仅 提升 4pct。在热水领域,据 ENERGY STAR 估计,2020 年热泵热水器的市占率 仅为 2%(销量为 10.4 万台)。

在政府补贴力度加大的背景下,美国热泵需求有望加速提升。北京时间 2022 年 8 月 17 日,美国总统拜登签署了《2022 年通胀削减法案》。该法案计划在能源 安全和气候变化领域投资 3690 亿美元,其中涉及购买热泵返现的项目补贴金额为 45 亿美元。

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