環球零碳
碳中和領域的《新青年》
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撰文| Shushu
編輯 | 小瀾
→這是《環球零碳》的2044篇原創
在美國,傳統制冷空調不受歡迎了,很多建筑開始流行安裝熱泵。
十年前,美國市場每賣出一臺熱泵,就會賣出兩臺傳統空調。而如今,兩者銷量已經幾乎持平。去年9月,美國熱泵銷量歷史上首次超過傳統空調。而截至今年4月,傳統空調銷量甚至下降近8%,熱泵銷量卻依舊保持同比增長約1%。
這一變化,也迅速傳導到了中國制造。
據海關總署最新數據,2026年5月,我國熱泵相關產品及零部件出口金額達到19.42億元,同比增長31.1%。其中,北美市場大爆發。當月對美國出口同比增長98.2%,幾乎翻了一倍。
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圖說:美國本土熱泵和空調的銷量變化
熱泵本質上是可逆式空調:同一臺設備既能制熱又能制冷。它最大的特點不是"發熱",而是"搬運熱量"。通過壓縮機和制冷劑循環,它不斷把室外空氣中的熱量搬運到室內;到了夏天,再把室內熱量搬到室外,因此同一套系統一年四季都可以使用。
也正因為如此,它的效率遠高于傳統燃氣鍋爐或電暖器。通常消耗1度電,就可以搬運2到4度電對應的熱量,因此供暖能耗可以大幅下降。
以前熱泵在氣候暖和的地方更受歡迎,但近年來,由于寒冷天氣下熱泵的性能得到大幅提升,也開始在寒冷的地區流行起來。熱泵的銷量已經連續四年超過燃氣爐。
對于美國來說,越來越多的建筑開始安裝熱泵,意義極為重大,這不是家電升級,而是能源轉型。供暖是美國最大的碳排放源之一,而熱泵的效率是化石燃料系統的兩到四倍,提供了一種更加清潔的室內供暖方式。與此同時,越來越頻繁的極端高溫,制冷也成為了必需品,熱泵又能提供這種功能。
一臺熱泵同時完成兩項工作,既減少了設備投資,也能降低后期運行成本,減少能耗。這種優勢對商業建筑和工業建筑更為明顯。
這也是為什么美國科技巨頭亞馬遜在近期與一家開發下一代熱泵技術的初創公司Transaera宣布簽署多年合作,在其園區等建筑上都安裝該公司的熱泵。
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圖說:Transaera正在一個大型建筑上安裝其熱泵
來源:canarymedia
在美國,商業建筑約40%的能源消耗都來自供暖和制冷。如果一套設備能夠減少制冷能耗,對于擁有數百座倉庫、數據中心和物流園區的亞馬遜來說,每年節省的成本可不少。
在雙方簽署正式合同前,亞馬遜在美國休斯敦的一座物流中心該熱泵進行了長達6個月測試。測試結束后,亞馬遜立馬決定擴大部署,并認為該技術能幫助實現2040年凈零排放目標。這也是這家初創公司的下一代熱泵的首次商用。
那么,這家公司到底做出了什么新東西讓亞馬遜這么喜歡?
據Transaera公司首席執行官索林·格拉瑪(Sorin Grama)介紹,他們的熱泵系統比傳統系統制冷更節能40 %。真實亞馬遜測試數據也相似,在濕熱氣候下,這種熱泵能耗比傳統頂級屋頂機組大幅下降 30%至50%,同時使用的制冷劑(冷媒)量更少。
這其實是除濕環節出了問題。所以Transaera的新型熱泵節能的秘訣不是簡單提高壓縮機效率,而是在冷卻空氣之前先進行除濕。
通常暖空氣空氣比冷空氣“含有”更多的水分。因此,傳統的制冷系統自然而然地就具有除濕功能。為了去除多余的水分,它們通常不得不過度冷卻空氣,就會增加大量能耗,這可能是人類能源史上最昂貴的浪費之一。
而Transaera的系統能夠提前從空氣中吸走水分,使后續制冷過程更輕松。
在最重要的提前除濕環節,Transaera用的是一種新型材料金屬有機框架(MOF)。這類材料因相關基礎研究獲得諾貝爾獎而受到廣泛關注,最大的特點就是對水分子擁有極強的吸附能力。
Transaera將以MOF(金屬有機框架)為基礎的吸濕材料涂覆在一個不斷旋轉的蜂窩狀轉輪表面,潮濕空氣經過時,水分會首先被材料吸收,空氣變得更加干燥,再進入后面的制冷系統。該設備在去除水分方面的效率是現有系統的兩倍,每小時可以從空氣中去除45升的水分,這意味著制冷系統無需高強度運轉。
過去十幾年,MOF材料一直受困于極高的合成成本,僅停留在實驗室或高精尖領域(如碳捕集)。亞馬遜這種手握海量應用場景和雄厚資本的巨頭入場,可能會直接催熟MOF的大規模工業化量產供應鏈,使其成本呈現斷崖式下降。
據介紹,Transaera的產品比傳統設備貴約20 %,投資回報周期約為2-3年,使用壽命大約在10-15年。在此期間大約可以節省數百萬美元。
因此,能源智庫RMI的專家認為,Transaera的MOF熱泵可能是“一項顛覆性的變革”。它不僅能幫助單個建筑省電,還可能影響整個能源系統的建設規模。
除了亞馬遜之外,佛羅里達州一家商業廚房運營商也已經安裝了該公司的熱泵系統。如果這種熱泵最終被亞馬遜等巨頭大規模使用,并被美國 ASHRAE(美國采暖、制冷與空調工程師學會)納入下一代建筑能效標準,那中國傳統的高效變頻熱泵在出口時可能就會失去“最高能效”的光環。
當行業競爭從過去的壓縮機優化向新材料演進,中國企業也必須迎接新的挑戰。
[1]https://www.pv-magazine.com/2026/05/13/rooftop-heat-pump-tech-with-metal-organic-framework-dehumidification-tested-by-amazon/
[2]https://www.canarymedia.com/articles/heat-pumps/heat-pumps-air-conditioners
[3]https://www.canarymedia.com/articles/heat-pumps/amazon-game-changing-heat-pump
[4]https://transaera.com/news/amazon-and-transaera-to-expand-use-of-high-efficiency-heat-pump-technology/
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