Мировой рынок тепловых насосов «воздух-вода» в 2022 году
Общие положения
Глобальное распространение вакцин от COVID-19, а также меры налоговой и финансовой поддержки, принятые правительствами многих стран, способствовали началу восстановления мировой экономики в 2021 году. Однако перспективы декарбонизации внушают опасения. Ключевая роль тепловых насосов в достижении целей декарбонизации общепризнана. О ней, в частности, говорится в разработанных и обнародованных государствами Европы программах развития чистой энергетики. Щедрые субсидии, предлагаемые во многих странах, способствуют значительному расширению рынка тепловых насосов «воздух-вода». В 2021 году этот рынок пережил успешное V-образное восстановление после относительно низких темпов роста 2020 года.
По данным JARN, мировой рынок тепловых насосов «воздух-вода» в 2021 году вырос на 19,3%, достигнув объёма в 4,1 млн единиц оборудования.
Продолжается рост трёх основных рынков — европейского, китайского и японского. Европа при этом растёт быстрее всех, рост китайского рынка, крупнейшего в мире, ускоряется, в то время как темп роста рынка Японии остаётся стабильным.
По сравнению с предыдущим годом JARN оценивает рост рынков тепловых насосов «воздух-вода» в Европе, Японии и США в 46,1%, 11,6% и 8,8%, соответственно. Рост китайского рынка составил 12,6%. Китай, Европа и Япония являются не только крупнейшими рынками, но и основными производителями оборудования этого типа.
Европа
Прогрессивная европейская политика в области охраны окружающей среды заложила основу для развития рынка тепловых насосов и стала примером реализации принципов глобального устойчивого развития.
Финляндия, Франция, Германия, Италия, Нидерланды, Португалия, Испания, Великобритания и ряд других стран используют субсидии, способствующие активному распространению тепловых насосов для замены бытовых мазутных и газовых котлов. В Германии, Нидерландах и Испании субсидируется также приобретение оборудования коммерческого назначения.
Благодаря такой политике европейский рынок тепловых насосов «воздух-вода», где лидирует Франция, процветает. Ведущие производители из Японии увеличивают вложения, рассчитывая воспользоваться крайне благоприятным бизнес-климатом, установившимся в регионе на ближайшие годы. JARN оценивает объём европейского рынка тепловых насосов «воздух-вода» в 2021 году в 1,09 млн единиц оборудования (рост по сравнению с 2020 годом — 46,1%). Крупнейшей страной-потребителем на европейском рынке такого оборудования является Франция, доля которой составляет 35,5%, следом идут Италия и Германия. Три эти страны вместе занимают 63% европейского рынка тепловых насосов «воздух-вода».
Япония
По данным Японской ассоциации индустрии охлаждения и кондиционирования воздуха (JRAIA) в 2021 году в Японии было продано 585989 тепловых насосов «воздух-вода», что на 11,6% больше, чем в 2020 году. Японский Центр технологий теплового насоса и аккумуляции тепла (HPTCJ) активно способствует распространению тепловых насосов. Со времени выхода устройств Eco Cute на мировой рынок в 2001 году производители дополнили их множеством новых функций, востребованных потребителями — подогревом пола, подготовкой воды для горячего водоснабжения, а также уменьшили площадь, необходимую для монтажа. Последние данные показывают, что совокупные продажи водонагревателей Eco Cute, использующих хладагент CO2, к концу марта 2022 года достигли 8,017 млн единиц оборудования.
В октябре 2021 года в Японии был скорректирован план развития энергетики, который теперь предполагает увеличение объёма совокупных продаж Eco Cute к 2030 году до 15,9 млн единиц оборудования вместо 14 млн, планировавшихся ранее.
Азиатско-Тихоокеанский регион
В 2021 году рынок тепловых насосов «воздух-вода» в Китае вырос почти на 12,6% по сравнению с предыдущим годом и достиг объёма примерно в 2,19 млн единиц оборудования.
В Юго-Восточной Азии действуют законы об энергосбережении, однако нет никаких мер стимулирования в отношении тепловых насосов для нагрева воды. Степень востребованности любых тепловых насосов, за исключением способных работать на обогрев систем кондиционирования воздуха, в качестве энергосберегающих и безопасных для окружающей среды решений в регионе относительно низка.
Центр HPTCJ выпустил доклад о тепловых насосах для нагрева воды в Юго-Восточной Азии, где сделана попытка выяснить, что необходимо предпринять для популяризации такого оборудования коммерческого назначения в гостиницах и больницах региона, прежде всего в Индонезии, Таиланде и Вьетнаме.
В Австралии действуют одни из самых суровых на сегодняшний день экологических норм. Растёт доля тепловых насосов «воздух-вода» и водонагревателей Eco Cute, использующихся вместо электрических нагревателей.
На рынке Южной Кореи представлены несколько сильных поставщиков. На выставках можно увидеть тепловые насосы «воздух-вода» коммерческого и промышленного назначения.
США
Из-за разницы в подходах к отоплению спрос на тепловые насосы «воздух-вода» для обогрева помещений в США невелик. В то же время, число таких устройств для подготовки горячей воды для бытовых, коммерческих и промышленных нужд постоянно растёт.
Коммунальные службы и некоторые муниципалитеты стимулируют переход пользователей с газового отопления на электрическое с помощью поощрительных программ.
В 2021 году объём рынка тепловых насосов «воздух-вода» со встроенными баками в США составил 112000 единиц оборудования. Моноблочные тепловые насосы и системы, состоящие из внутреннего и наружного блоков (сплит-системы), не слишком распространены в США. Ежегодный объём продаж бытовых водонагревателей (независимо от типа) огромен и составляет 8–10 млн единиц оборудования, однако доля тепловых насосов на этом рынке мала.
Перспективным направлением для бизнеса в США являются тепловые насосы «воздух-вода» для обслуживания плавательных бассейнов.
Анализ рынка
Капитальные затраты для стандартного бытового теплового насоса «воздух-вода» втрое выше, чем для котлов, работающих за счёт сжигания топлива. Следовательно, продвижение тепловых насосов без государственной поддержки в виде денежных субсидий затруднено. Китайский рынок — не исключение, и программы поощрения являются наиболее значимой движущей силой его роста.
Политические решения, способствующие развитию рынка
Пакет «Соответствие 55» в Европе
В июле 2021 года Европейская комиссия выпустила первую часть пакета предложений «Соответствие 55» с разъяснениями. Этот набор предложений направлен на приведение директивных документов Европейского Союза в области климата, энергетики, землепользования, транспорта, строительства и налогообложения в соответствие с целями сокращения парниковых выбросов к 2030 году на 55% по сравнению с уровнем 1990 года.
Первая часть пакета «Соответствие 55» содержит предложения по пересмотру 16 различных документов. Для индустрии отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВК), а также для строительства в целом, наиболее важным является предложение расширить систему торговли выбросами ЕС, включив в неё строительный сектор, а также пересмотреть директивы по энергоэффективности и возобновляемой энергетике EED и RED II в направлении дальнейшей декарбонизации отопления и охлаждения в рамках стратегии «Волна обновления».
В декабре 2021 года Европейская комиссия представила новую редакцию Директивы по энергетическим характеристикам зданий (EPBD) в рамках зимнего пакета «Соответствие 55». Новая редакция EPBD дополняет редакции директив RED II и EED, вошедшие в летний пакет «Соответствие 55».
В марте 2022 года Международное энергетическое агентство (МЭА) предложило состоящий из 10 пунктов план по снижению зависимости Евросоюза от поставок российских энергоносителей более чем на треть при одновременной поддержке «Европейского Зелёного пакта».
В докладе МЭА говорится, что снижение потребления ископаемого углеводородного топлива не должно быть временной мерой. Устойчивое сокращение жизненно необходимо для повышения энергетической безопасности стран ЕС, сдерживания климатических изменений и уменьшения загрязнения воздуха. В документе также перечислены ключевые меры, необходимые для обеспечения сокращения, одна из которых — ускорение распространения тепловых насосов.
План REPowerEU, обнародованный Европейской комиссией в мае 2022 года, предполагает двукратное увеличение текущих темпов распространения тепловых насосов, в результате чего их совокупное количество в ближайшие пять лет должно достичь 10 миллионов единиц оборудования.
Раздел 24 кодекса норм Калифорнии
Ранее для США были характерны низкие цены на энергоносители, слабая политика регулирования и медленное развитие чистой энергетики. Однако с ростом инфляции стоимость энергоносителей стала увеличиваться.
С другой стороны, с возвращением США к Парижскому соглашению в стране стала реализовываться программа строительства зданий с нулевым энергопотреблением (nZEBs). Программы по сокращению вредных выбросов, запущенные в Калифорнии, стали движущей силой развития сектора возобновляемой энергетики, в том числе — тепловых насосов.
Раздел 24–2019, новейшая редакция калифорнийских «Стандартов энергетической эффективности строений» (BEES), был опубликован 1 января 2020 года. Заметными изменениями по сравнению с предыдущей версией стали обязательное оснащение новостроек фотоэлектрическими системами и стандарты, стимулирующие использование учитывающих потребности технологий, таких как аккумуляторные батареи и тепловые насосы для нагрева воды. Одним из новых правил стало применение рейтинга энергетического дизайна (EDR), учитывающего два аспекта: потребляемую мощность систем отопления, охлаждения и горячего водоснабжения, а также бытовых приборов, освещения, подключаемой нагрузки, и производительность фотоэлектрических панелей. Раздел 24 также уделяет особое внимание использованию тепловых насосов для нагрева воды, позволяющее существенно снизить энергопотребление, что, в свою очередь, облегчает достижение необходимого баланса между потреблением энергии и её производством фотоэлектрическим панелями.
Закон 97 города Нью-Йорк
Цель городского закона 97 — достижение углеродной нейтральности и, в частности, сокращение на 40% совокупных парниковых выбросов крытых строений к 2030 году и сокращение общегородских выбросов на 80% к 2050 году. Первый период исполнения закона заканчивается в 2024 году, норма действует в отношении выбросов зданий площадью более 2323 квадратных метров. Такие инженерные системы, как отопление, горячее водоснабжение, охлаждение и вентиляция переводятся с использования ископаемого топлива на электричество. В настоящее время выбросы зданий являются крупнейшим источником углеродных выбросов города Нью-Йорк, что является результатом масштабного применения сжигающих ископаемое топливо электростанций, котлов, горелок и водонагревателей. И хотя переход от газовых систем к электрическим вызывает у горожан затруднения, он сопровождается резким сокращением углеродных выбросов и экономией энергии.
Типы тепловых насосов «воздух-вода»
Термин «тепловой насос» в рамках этого обзора относится к воздушно-водяным тепловым насосам с электрическим приводом, основное назначение которых — обогрев помещений и/или нагрев воды для хозяйственно-бытовых нужд. Некоторые устройства могут также иметь функцию пассивного охлаждения (реверсивный режим).
Моноблоки, сплит-системы и устройства с цилиндрическим баком
Тепловые насосы «воздух-вода» для наружного размещения выпускаются в виде моноблоков и сплит-систем (у последних вне помещения устанавливается только наружный блок).
Моноблок — это общее название для тепловых насосов, не требующих прокладки труб для хладагента. Некоторые модели комплектуются отдельным гидромодулем, у других моделей он встроен. Тепловые насосы «воздух-вода» в виде моноблоков распространены в Германии и Великобритании. Для монтажа сплит-систем, напротив, необходима прокладка магистрали хладагента. Установку таких устройств, как правило, выполняют совместно сантехники и специалисты по монтажу холодильного оборудования.
Соотношение моноблоков и сплит-систем в общем объёме продаж отличается от страны к стране, что объясняется как специфическими привычками населения, так и разницей климатических условий. В холодном климате монтаж блока со встроенным гидромодулем снаружи грозит замерзанием водяных труб. И хотя современные моноблоки способны нормально функционировать при температурах ниже 0°C, некоторых специалистов по обслуживанию водонагревательного оборудования отпугивает риск замерзания. В то же время, наружные блоки сплит-систем, помимо других преимуществ, отличаются компактностью. В Европе наиболее популярны именно сплит-системы, на их долю приходится около 68% рынка.
Раньше при конструировании основное внимание уделялось внутренним блокам. Сейчас усилия разработчиков сосредоточены ещё и на уменьшении габаритов наружных блоков. По энергоэффективности сплит-системы намного превосходят моноблоки.
Тепловые насосы «воздух-вода» с цилиндрическим баком предназначены только для нагрева воды для горячего водоснабжения. Как правило, это устройства теплопроизводительностью не выше 3 кВт, чаще всего использующие хладагент R134a. Такие тепловые насосы могут быть подключены к солнечным панелям, аккумулирующим тепло и вырабатывающим электроэнергию.
Реверсивные модели для Южной Европы
Для создания оптимального комфорта и зимой, и летом были созданы реверсивные модели тепловых насосов «воздух-вода», способные работать как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения. Новые реверсивные устройства с цилиндрическим баком могут и охлаждать, и нагревать воду для коммунально-бытовых нужд.
Это «нишевые» приборы, предназначенные, прежде всего, для жилых новостроек класса «люкс». Продажи их в общей массе тепловых насосов незначительны, и тенденции к росту сегмента не наблюдается.
Тем не менее, в южных регионах Европы, где функция охлаждения востребована в течение практически всего лета, реверсивные тепловые насосы «воздух-вода» имеют огромный потенциал.
В некоторых системах гидромодули и баки для воды устанавливаются внутри помещений, например, на кухнях. Для кухонных приборов важное значение имеет внешний вид.
В Италии и Испании, отличающихся высокой востребованностью бытовых кондиционеров воздуха, наблюдается рост интереса к тепловым насосам «воздух-вода» с функцией рекуперации тепла. Напротив, в Германии и Великобритании, где спрос на кондиционеры не так велик, нет большого спроса и на такие тепловые насосы.
Гибридные системы
С учётом совокупности климатических условий, тарифов на электроэнергию и цен на ископаемое топливо, тепловые насосы «воздух-вода» могут эффективно работать примерно на трети территории Европы. В оставшихся районах могут пригодиться гибридные системы, сочетающие тепловой насос и газовый или масляный котёл. Такие системы используют тепловой насос при температурах до 5–6°C, при дальнейшем понижении температуры применяется котёл на горючем топливе.
Ожидается, что гибридные системы будут пользоваться растущим спросом в больницах и на других объектах, где критически важна стабильность и бесперебойность подачи горячей воды. В случае падения цен на газ или мазут интерес к таким системам вырастет и у конечных потребителей.
На специализированных выставках в Европе гибридные системы всё чаще можно видеть в числе наиболее перспективных продуктов. Почти все производители ведут разработки в этой области.
Гибридные системы позволяют избегать рисков и предоставляют потребителям возможность выбора. Популярность этого вида оборудования непрерывно растёт во Франции, в Италии и Нидерландах.
Зонное регулирование и разнообразие внутренних блоков
Некоторые тепловые насосы «воздух-вода» способны выдавать сразу два разных значения температуры на выходе. Такие системы могут использоваться для независимого управления температурой в двух разных помещениях. Кроме того, они могут применяться для контроля температуры в двух зонах одного помещения.
Внутренние блоки тепловых насосов «воздух-вода» усложняются, появляются их новые типы с инновационными функциями.
В регионах с холодными зимами радиаторы, использующие принцип передачи тепла излучением, обеспечивают высокую тепловую мощность без подключения основного вентилятора. Комфортная температура поддерживается за счёт небольших потоков воздуха, создающихся микровентиляторами, которые отличаются сверхмалым энергопотреблением и низким уровнем шума.
Многие производители предлагают внутренние блоки «все-в-одном», обеспечивающие охлаждение, обогрев и горячее водоснабжение. Такие устройства отличаются компактностью, требуют меньше места, времени и средств для монтажа, а также просты в обслуживании.
Тепловые насосы для многоквартирных домов
В нескольких странах, прежде всего — европейских, тепловые насосы уже стали технологией номер один для применения в новых домах, предназначенных для проживания одной семьи. При этом в мире постоянно растёт количество семей, проживающих в многоквартирных домах.
Использование тепловых насосов в существующих многоквартирных домах представляет собой значительный неиспользованный потенциал декарбонизации строительной отрасли при теплоснабжении больших районов городской застройки.
В Европе заметная часть многоквартирных домов представлена таунхаусами — малоэтажными строениями из построенных на общем фундаменте трёх или более жилых блоков, каждый из которых рассчитан на проживание одной семьи. Такой тип жилья также обладает заметным потенциалом в качестве рынка для тепловых насосов.
Отопление помещений и нагрев воды
Зимы на большей части Европы бывают холодными, и расположенные на этой территории дома нуждаются в отоплении. При этом большие объёмы горячей воды, которая используется, в основном, для душа, там не нужны. Следовательно, большую часть европейского рынка тепловых насосов «воздух-вода» составляют модели, обеспечивающие только отопление помещений или отопление вместе с подачей горячей воды. При этом в некоторых странах, например, Германии и Франции, растёт и спрос на приборы, предназначенные только для нагрева воды.
Относительно недавно в Европе было популярно обогревать помещения при помощи тёплого пола. Однако сегодня часть потребителей предпочитает радиаторное отопление, и в ответ на их потребность появились тепловые насосы «воздух-вода» с внутренними блоками в том числе и радиаторного типа. Тем не менее, продажи их относительно невелики по сравнению с системами «тёплый пол».
Горячее водоснабжение для коммерческих объектов
В Европе все чаще применяют тепловые насосы «воздух-вода» для нагрева воды в коммерческих масштабах, хотя степень распространённости таких решений отличается от рынка к рынку.
Растёт число мощных тепловых насосов, устанавливаемых на замену электрическим водонагревателям и масляным котлам для отопления и горячего водоснабжения коммерческих объектов среднего размера, таких как многоквартирные дома с арендным жильём, гостиницы и кафе. Среди них стабильно растёт доля устройств, способных производить горячую воду высокой температуры для использования в ресторанах, парикмахерских и фитнес-центрах.
В большинстве тепловых насосов «воздух-вода» коммерческого назначения применяются хладагенты R410A и R32, однако доля водонагревателей Eco Cute, использующих для производства горячей воды высокой температуры хладагент CO2 (диоксид углерода), постоянно увеличивается. Недавно сразу несколько производителей приступили к продвижению систем Eco Cute небольшой мощности. На рынке представлены модели, использующие в качестве источника тепла как воздух, так и грунт.
и такие факторы, как рост цен на сырьё, дефицит полупроводников, а также непредсказуемость производственно-сбытовой цепи. Несмотря ни на что, спрос на оборудование этого типа продолжал быстро расти, подстёгиваемый программами субсидирования.
