結(jié)論概覽

1、供熱行業(yè)需要逐步淘汰燃油：低成本、氣候友好的建筑供暖組合很可能會包含40%的天然氣、25%的熱泵和20%的集中供熱，幾乎不含燃油。在此設(shè)定情景中，天然氣的重要性與今天大致相同，但燃油供熱幾乎完全被熱泵所取代。區(qū)域集中供熱是另一個關(guān)鍵因素。到2030年，區(qū)域集中供熱將主要依靠熱電聯(lián)產(chǎn)，但也將越來越多地依靠太陽能、深層地?zé)崮堋⒐I(yè)廢熱和大型熱泵。

2、能源效率是決定性因素：要實現(xiàn)2030年的目標(biāo)，用于建筑供熱的能源使用量必須較2015年的水平下降25%。能源效率是脫碳的一大支柱，因為它幫助氣候保護(hù)在經(jīng)濟(jì)上可負(fù)擔(dān)的。提高建筑物的能源利用率需要每年2%的綠色改造率并結(jié)合較高的改造深度。但當(dāng)前建筑現(xiàn)代化改造的趨勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這些目標(biāo)。

3、熱泵缺口：根據(jù)目前的趨勢，到2030年將安裝約200萬臺熱泵，但實際需要高達(dá)500萬到600萬臺。為了縮小這一差距，熱泵必須盡早安裝，不僅僅是新建筑，也包括老建筑在內(nèi)的，例如，為了滿足高峰需求，可采用含化石燃料鍋爐的雙系統(tǒng)。如果熱泵可以靈活管理，到2030年將現(xiàn)有的蓄熱式熱水器換成高效的供熱設(shè)備，則500萬到600萬臺的熱泵將只會帶來需要火力發(fā)電廠滿足的高峰需求的微小增加。

4、用于熱泵的可再生電力：到2030年，可再生能源必須至少占總電力消耗的60%。為了實現(xiàn)2030年的氣候保護(hù)目標(biāo)，供暖和交通部門的額外電力消耗必須由不會產(chǎn)生二氧化碳的能源來替代。但德國2017年的可再生能源法(eeg)中展望的新可再生能源容量不足以做到這一點。

要實現(xiàn)2050年的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)，我們必須在2030年達(dá)到什么樣的水平？

按照2050年的目標(biāo)，德國的溫室氣體排放量將在1990年的基礎(chǔ)上減少80%到95%，任重而道遠(yuǎn)。如果只關(guān)注2050年，政客們就更有可能拖延采取必要措施。截止目前，德國2030年的中期氣候目標(biāo)主要集中在相對于1990年減少55%的溫室氣體總量，以及對未被歐盟碳排放交易體系(eu ets)所涵蓋的部分，相對于2005年減少38%。

這項研究為實現(xiàn)2030年目標(biāo)提供了強(qiáng)有力的“保障”，為重要的目標(biāo)數(shù)字制定了更清晰的框架，以及助力在2030年前的時間框架內(nèi)啟動必要的措施。它重點關(guān)注在2030年之前在電力和供熱部門的交叉領(lǐng)域必須達(dá)到最低的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用水平。這些技術(shù)集中于建筑能效、供熱網(wǎng)絡(luò)和熱泵方面。在本研究中，我們將深入分析最后兩項。

為了確定最低的應(yīng)用水平，我們比較了溫室氣體減排80%至95%的目前目標(biāo)情景(圖1)。得出2030年和2050年所需完成的任務(wù)范圍，然后根據(jù)預(yù)測趨勢進(jìn)行評估，以識別缺口，尤其是可行的能源發(fā)展路徑。也就是說，到2030年德國必須完成哪些任務(wù)，才有機(jī)會在2050年將溫室氣體排放量減少95%？

第二步，使用能源系統(tǒng)優(yōu)化模型進(jìn)行2030年敏感性分析。這些敏感性分析用來確定，當(dāng)關(guān)鍵技術(shù)表現(xiàn)不佳并需要在其他領(lǐng)域采取措施作為補充時，到2030年能否實現(xiàn)溫室氣體排放減少55%的最低目標(biāo)?；鶞?zhǔn)情景包括2%的綠色改造率，考慮到高綠色改造深度、700萬輛電動汽車、有軌電車的使用、熱泵和電動汽車的部署，使整個能源系統(tǒng)受益。在敏感性計算中，參數(shù)的變化涉及建筑保溫、電動汽車的普及以及熱泵、電動汽車和電動卡車的靈活性。另一個條件是，到2030年，交通、農(nóng)業(yè)和分散供熱能源供應(yīng)領(lǐng)域的溫室氣體排放減少38%，這些領(lǐng)域都不受eu ets的約束。

2050年的氣候中性建筑存量必須依賴于能源效率、分布式可再生能源和脫碳熱網(wǎng)

德國目前關(guān)于建筑供暖的政治討論集中在聯(lián)邦政府提高建筑能效的戰(zhàn)略上。這些討論試圖評估可再生能源的潛力和減少能耗的措施，以找到可行的解決方案，使建筑存量趨于實現(xiàn)“氣候中立”。具體目標(biāo)是，到2050年將不可再生的一次能源消耗量在2008年的基礎(chǔ)上減少80%。

到目前為止，政策制定者已經(jīng)確定，家庭和企業(yè)的熱端能源消耗平均可以減少40%到60%，但考慮到目前的技術(shù)限制，再進(jìn)一步減少將非常困難。政府將對常見的三種可再生能源進(jìn)一步發(fā)掘“現(xiàn)實可行”的潛力：環(huán)境熱能、太陽熱能和生物質(zhì)能。根據(jù)最新估計，如果運用環(huán)境熱能和熱泵發(fā)電的潛力來擴(kuò)充能源，常見可再生能源每年產(chǎn)生的熱量可達(dá)197至447太瓦時。剩余的熱能消耗必須通過脫碳熱能網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。在建筑采暖行業(yè)，減少溫室氣體排放的三大支柱都圖2以減少40%的建筑采暖能耗為例進(jìn)行了說明。偶有偏頗可能在所難免，因為常見的一部分可再生熱源可以合并在一起，成為小規(guī)模分布式供暖系統(tǒng)的一部分，在德語中稱為“臨近供暖(nahw?rme)”。

建筑熱效率和熱網(wǎng)的當(dāng)前進(jìn)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠

能源效率是脫碳的支柱。實現(xiàn)氣候政策目標(biāo)的關(guān)鍵在于現(xiàn)有建筑的綠色改造。在進(jìn)行比較的目標(biāo)情景中，幾乎所有的假設(shè)都是，到2030年，與2008年的水平(溫度調(diào)整后)相比，熱能消耗將大幅減少40%，到2050年將減少60%。但是，目前對熱能的利用還達(dá)不到這些目標(biāo)，距離溫室氣體排放比2008年的水平下降95%的目標(biāo)更加遙遠(yuǎn)。

熱網(wǎng)在人口密集地區(qū)最有用，那里分散的可再生能源部署非常有限。在情景比較中，區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)(德語所謂的遠(yuǎn)程供暖“fernw?rme”)的擴(kuò)展，從今天占最終能源使用的10%左右，[6]到2050年占最終能源使用的23%左右，可以得到顯著的改善(圖3)，但還是非常有限，因為在所有情景中，大部分的供熱市場的主流仍是分散式鍋爐。在減排80%情景下，必要的熱網(wǎng)共享可能會覆蓋更大的范圍。在減排95%情景下，回旋余地則小得多。到2030年，熱網(wǎng)在建筑最終能源需求中的占比必須大大增加，以便到2050年前溫室氣體排放相對于1990年的水平降低95%能夠?qū)崿F(xiàn)，但要從2030年的低水平一蹴而至2050年的高水平，并不現(xiàn)實。

為了使熱網(wǎng)長期脫碳，必須降低供暖溫度，使用深層地?zé)崮堋⒋笮吞柲軣崮苎b置和/或使用環(huán)境熱能/廢熱利用(排水、工業(yè)、河流、污水等)和大型熱泵。2030年的敏感性計算表明，熱網(wǎng)需要擴(kuò)大到最終建筑能源使用的15%到21%之間。最明智的做法是，將這些能源與大規(guī)模太陽能熱能結(jié)合，這在很大程度上取決于當(dāng)?shù)厍闆r。(還需要更多的研究。)大型熱泵系統(tǒng)對同時需要加熱和冷卻的系統(tǒng)有利可圖，它們對熱網(wǎng)的巨大潛能有待發(fā)掘。特別是，如果可以實現(xiàn)更高的熱源溫度和更高的效率，這些系統(tǒng)將很快能取得經(jīng)濟(jì)效益。目前在深層地?zé)崮茴I(lǐng)域有多個項目。相比之下，工業(yè)廢熱的利用則極為有限。

到2030年，德國需要500萬到600萬臺熱泵來減少55%的溫室氣體排放，到2050年至少減少80%的溫室氣體排放

在所有的目標(biāo)情景中，用于建筑供暖的分散式熱泵是一項具有高/非常高的市場滲透率的關(guān)鍵技術(shù)。通過比較，趨勢情景介紹了在當(dāng)前監(jiān)管框架下所面臨的障礙。這導(dǎo)致在趨勢情景水平與所需的500萬至600萬熱泵目標(biāo)值之間存在大約300萬至400萬熱泵的缺口(圖4)。

在趨勢情景下，相對于如今的水平，熱泵的銷售額每年增長約60%。為了達(dá)到平均目標(biāo)情景，熱泵的銷量必須增長5倍。此處，我們必須區(qū)分新建筑和現(xiàn)有建筑。在新建筑項目中，必須按照節(jié)能規(guī)定滿足一次能源標(biāo)準(zhǔn)(化石能源)，使熱泵在2016年以來市場電價上漲的情況下仍能發(fā)揮重要作用。在現(xiàn)有的建筑存量中，熱泵在所有供暖系統(tǒng)中的份額目前僅占2%。通常，熱泵市場的一部分也可以由小型分布式供暖系統(tǒng)覆蓋，以供應(yīng)較小的區(qū)域(例如，通過使用地面探測場)。在這里，分散式和網(wǎng)格式熱泵之間的界限是模糊的。

考慮到目前的慣性和改變現(xiàn)有供暖系統(tǒng)的局限性，將溫室氣體的排放量從80%減少到95%仍有很長的路要走。圖5中的圓點虛線表示轉(zhuǎn)型的機(jī)會窗口。如果在設(shè)備的機(jī)械壽命結(jié)束之前沒有更換供暖系統(tǒng)(這是供暖系統(tǒng)價值減計的一種措施)，則需要在2030年制定更大的最低熱泵數(shù)量水平。通過對iswv-83和iswv-95的示例情景比較，可以看出，2030年必須瞄準(zhǔn)情景路徑的上限，即大約810萬臺熱泵。對于氣候保護(hù)情景ksz 80和ksz 95中的類似考慮，表明到2030年約需要580萬臺熱泵?？偠灾?，要實現(xiàn)到2050年溫室氣體排放量減少95%的目標(biāo)，2030年的最低熱泵數(shù)量大約是600萬到800萬臺。

到2030年，使用熱泵脫碳可以彌補建筑保暖材料和電動汽車的不足

與1990年的水平相比，溫室氣體排放減少55%；與2005年的水平相比，eu-ets范圍之外的排放減少38%，這兩個目標(biāo)是否可行，取決于各個行業(yè)的貢獻(xiàn)。在供熱領(lǐng)域，建筑保溫起著決定性作用；在交通領(lǐng)域，電動汽車發(fā)揮著重要作用。在2030年的基準(zhǔn)情景中，我們假設(shè)綠色改造率提高到2%，且實現(xiàn)高綠色改造深度、高電動汽車普及率——到2030年將達(dá)到700萬輛，無軌混合動力電車也將早日推出。此外，新的電力消費者更具靈活性，因為熱泵安裝了蓄熱裝置，電動汽車采用有利于整個電力系統(tǒng)的充電方式。

要區(qū)分以下結(jié)果，我們必須首先注意到，在脫碳目標(biāo)的背景下，熱泵的快速普及是隨時間發(fā)展的供熱組合中的一部分。至2030年這一目標(biāo)年份，在計算的基準(zhǔn)情景中，除熱泵外，還將大量增加分散式燃?xì)忮仩t，因為優(yōu)化算法會盡力確定實現(xiàn)溫室氣體排放目標(biāo)的最經(jīng)濟(jì)的解決方案。

根據(jù)基準(zhǔn)線計算(“基準(zhǔn)kk”)，到2030年，要實現(xiàn)減排目標(biāo)，大約需要安裝400萬臺熱泵(圖6)。如果采用較低的綠色改造深度(“d?mm(-)”)，則熱量消耗會增加。在這種情況下，分散供熱的脫碳將是一項巨大挑戰(zhàn)。現(xiàn)有鍋爐的排放水平是固定的，限制了可用co2的預(yù)算，特別是在非ets地區(qū)，而高熱量需求可以通過增加鍋爐來滿足。一方面，這種壓力將迫使區(qū)域供熱項目增多，將排放從分散的設(shè)施(eu-ets范圍之外)轉(zhuǎn)移到ets覆蓋范圍。另一方面，脫碳將越來越多地通過熱泵實現(xiàn)，特別是雙氣源熱泵(在需求高峰期與燃?xì)忮仩t結(jié)合使用)。這將使熱泵的數(shù)量需求超過400萬臺。相應(yīng)地，新裝燃?xì)忮仩t的數(shù)量將會減少。

如果電動汽車(“emob(-)”)普及率較低，eu-ets區(qū)域以外的二氧化碳預(yù)算將進(jìn)一步受到限制。因此，建筑供暖將需要更多的脫碳。燃?xì)忮仩t的增加數(shù)量將大大減少，取而代之的是更多的區(qū)域集中供熱和越來越高效的熱泵，即增加地源熱泵的比重。到2030年，熱泵的數(shù)量將增加到500萬臺，以確保滿足eu-ets以外的排放目標(biāo)。

如果熱泵和電動汽車缺乏靈活性(“flex(-)”)，熱泵的數(shù)量將降至300萬臺以下。通過這種方式，優(yōu)化模型避免將缺乏靈活性的消費者納入考量。相反，該模式中的新集中供熱解決方案將來自非eu-ets區(qū)的排放轉(zhuǎn)移到eu-ets覆蓋范圍，在那里通過增加燃?xì)獍l(fā)電廠的部署更容易補償排放。然而，要實現(xiàn)更宏偉的減排目標(biāo)，這些供暖系統(tǒng)的電氣化就變得不可或缺，這種短期成本優(yōu)化在長期時間內(nèi)不會產(chǎn)生效益。從長遠(yuǎn)來看，熱泵和電動汽車等動力裝置的靈活性對整合波動的可再生能源至關(guān)重要。靈活使用雙熱泵系統(tǒng)和無軌電車有助于減少高峰需求。

通常，熱泵會增加高峰需求。在此處考慮的敏感性分析中，熱泵所需的最高輸出量范圍介于10吉瓦到21吉瓦之間。總而言之，敏感性分析計算表明了實現(xiàn)2030年氣候目標(biāo)所需滿足的條件。鑒于建筑保溫和電動汽車的發(fā)展前景存在不確定性，德國必須力爭在2030年將熱泵安裝數(shù)量穩(wěn)定在最低水平，以彌補這些領(lǐng)域的不足。500萬臺熱泵代表穩(wěn)定的最低水平。

到2030年，氣候友好型建筑的供暖組合將由40%的天然氣、25%的熱泵和20%的熱網(wǎng)組成。

在采取節(jié)能措施后，通過組合使用天然氣、熱泵、小型分布式供暖系統(tǒng)和區(qū)域供暖，對家庭和商業(yè)建筑供暖所需的547太瓦時能源實現(xiàn)氣候友好型覆蓋。

根據(jù)2030年500萬熱泵的emob(-)敏感性計算，得出以下供熱能耗占比(圖7)：40%來自燃?xì)忮仩t，其中約一半必須在2030年之前加裝到位；22%來自熱泵，其中一半以上為地源熱泵，不到三分之一為雙氣源熱泵；20%來自分布式供熱系統(tǒng)；10%來自生物質(zhì)，包括生物源分布式加熱系統(tǒng)；8%來自鍋爐。與2015年的分布情況相比，供暖總能耗約730太瓦時，占比變化最大的是燃油供暖，其二氧化碳的排放量最大。燃油占比從2015年的25%下降到2030年的8%。同期，燃?xì)夤┡到y(tǒng)的二氧化碳排放量僅下降5%，低于燃油。熱泵和熱網(wǎng)呈現(xiàn)最大的增加。

更大的熱泵目標(biāo)——到2030年熱泵安裝數(shù)量達(dá)600萬臺——到2050年努力將溫室氣體排放量減少95%。此目標(biāo)將進(jìn)一步改變建筑物的供暖結(jié)構(gòu)。下面，假設(shè)總熱量消耗保持不變，用外推法來說明這些變化。如果從燃油和天然氣中平均扣除額外熱泵的額外能量，結(jié)果就是圖7右側(cè)的分布，其中6%來自燃油鍋爐，38%來自燃?xì)忮仩t，26%來自熱泵。

到2030年，我們需要實現(xiàn)可再生能源占總用電量至少60%的目標(biāo)

德國的目標(biāo)是到2030年將溫室氣體排放量在1990年的基礎(chǔ)上減少55%。此外，歐洲目前關(guān)于應(yīng)對氣候變化的決議要求德國將其在eu ets之外的溫室氣體排放量在2005年的基礎(chǔ)上減少38%。這里使用的模型考慮了這兩個限制條件。還有其他一些輸入?yún)?shù)可能影響2030年的結(jié)果。供應(yīng)側(cè)是燃煤發(fā)電站的產(chǎn)量要求、燃料價格假設(shè)和可再生能源成本。需求側(cè)的主要因素是32太瓦時的凈電力出口，其次是采暖和運輸部門的新電力消費者，以及上述關(guān)于建筑能效和電動汽車方面的假設(shè)。

為了遵守規(guī)定的排放限制，可以在模型中使用各種脫碳方案，例如增加燃?xì)獍l(fā)電廠和可再生能源。然后將根據(jù)這些方案選擇最有利的組合。根據(jù)上述假設(shè)，2030年的敏感性計算得出成本最優(yōu)的可再生能源占總電力消耗的比例在58%到62%之間(圖8)。

結(jié)果顯示，當(dāng)前的可再生能源目標(biāo)——到2025年從40%增加到45%，到2035年從55%增加到60%——不足以在降低成本的同時實現(xiàn)2050年的氣候保護(hù)目標(biāo)。因此，2030年可再生能源法案(eeg)的目標(biāo)必須提高到至少60%。

熱泵還是“綠色”天然氣？

通過對能源系統(tǒng)目標(biāo)情景的比較和敏感性計算得出相同的結(jié)論：熱泵在未來供熱中應(yīng)發(fā)揮重要的作用。然而，能源政策討論中的一些聲音對此結(jié)論提出了質(zhì)疑。一個被屢次提及的反對意見是快速、廣泛地安裝現(xiàn)代燃?xì)饫淠仩t將更快、更經(jīng)濟(jì)地減少二氧化碳的排放。為了解決這一爭議，熱泵面臨的最重要挑戰(zhàn)將會被再次提出，然后與燃?xì)夤┡到y(tǒng)進(jìn)行比較。比較的標(biāo)準(zhǔn)是溫室氣體排放、能源效率和對峰值需求的影響。

雖然燃?xì)忮仩t的溫室氣體排放量不會隨著時間的推移而改變，但隨著可再生能源在發(fā)電行業(yè)中的占比日漸增加，熱泵本已較低的排放強(qiáng)度也會更低。隨著新的熱能應(yīng)用導(dǎo)致未來的電力需求上升，可再生能源發(fā)電量也需要相應(yīng)地增加。為了跟上可再生電力的發(fā)展，天然氣必須變得越來越“綠色”。因為生物質(zhì)能的潛力有限，如果天然氣要促進(jìn)更廣泛的脫碳，則不得不依賴于電轉(zhuǎn)氣。問題是在哪種應(yīng)用中使用可再生電力：熱泵還是電轉(zhuǎn)氣。

鑒于德國可再生能源的表觀潛力有限，以及可預(yù)見的社會阻力，必須高度重視并充分利用來自可再生能源的每千瓦時電力，使其盡可能實現(xiàn)高能源效率。熱泵(通過使用環(huán)境熱)利用每千瓦時電能產(chǎn)生約3到4.5千瓦時的熱能，但由于轉(zhuǎn)換損失，“電轉(zhuǎn)氣”時，每千瓦時電能只能產(chǎn)生0.24到0.84千瓦時的熱能。這些技術(shù)的產(chǎn)熱率相差4到19倍。當(dāng)然，電轉(zhuǎn)氣還有另外一個好處，就是可以長期儲存。但即使考慮了熱泵的季節(jié)性儲熱損失，結(jié)果也不會有很大變化。從效率的角度來看，在熱泵系統(tǒng)中使用電力顯然比使用電轉(zhuǎn)氣系統(tǒng)要好。

當(dāng)同時運行大量熱泵(或者，在未來，電動汽車)時，需要應(yīng)對的一項重要挑戰(zhàn)即峰值需求的增加。隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電占比的增加，可再生能源發(fā)電的水平可能提高或降低(盡管風(fēng)力渦輪機(jī)通常更適合在供暖期間滿足熱泵的電力需求)。這些波動包括無光伏和風(fēng)電的時期，即所謂的“dunkelflauten”。此外，當(dāng)溫度很低時，供熱需求較高，而熱泵則顯得效率很低。

本研究中的模型盡可能地捕捉這些關(guān)系，以確定對峰值需求的影響。對于2006年的氣象年，該模型模擬了每小時間隔波動的可再生能源發(fā)電，以及動態(tài)、外部溫度相關(guān)的熱泵性能系數(shù)，這些系數(shù)因技術(shù)和建筑類型而異。

高峰需求增加時，務(wù)必區(qū)分供應(yīng)安全問題，即年度關(guān)鍵時間的輸出儲備，以及熱能電站在較長一段時間內(nèi)的發(fā)電量，如無太陽能和風(fēng)能期間。此處必須考慮三個相關(guān)案例：

1.?上述敏感性計算顯示，到2030年，熱泵發(fā)電需求的增加應(yīng)該是可以承受的。事實上，熱泵需要21吉瓦的額外峰值需求。但是考慮到目前直接電阻加熱(尤其是流動加熱器和夜間存儲加熱器)需要約35吉瓦的輸出功率，將夜間存儲加熱器換成熱泵或高效燃?xì)忮仩t可以使更多的熱泵進(jìn)入電力系統(tǒng)。

2.2050年，需求負(fù)荷的水平范圍，取決于溫室氣體減排目標(biāo)和剩余排放預(yù)算。由于到2050年的減排目標(biāo)為80%，電力部門可能會繼續(xù)排放(少量)二氧化碳，因此，額外的燃?xì)廨啓C(jī)可以以相對經(jīng)濟(jì)的方式滿足峰值需求。

3.?隨著減排95%的更遠(yuǎn)大氣候保護(hù)目標(biāo)，電力部門可能不會在2050年排放更多的二氧化碳，因為剩余的排放預(yù)算必須預(yù)留給非能源排放，而非能源排放很難脫碳。為了滿足高峰需求，燃?xì)獍l(fā)電廠必須依靠電轉(zhuǎn)氣。但是，由于較高的電轉(zhuǎn)氣損失，這種形式比天然氣更昂貴。盡管如此，與其他可能的脫碳方案相比，這些額外的成本是微不足道的，因為每年只有幾個小時的負(fù)荷時間。

換句話說，熱泵的需求峰值問題是可控的。相比之下，在天然氣的應(yīng)用過程中則不會發(fā)生此問題，因為天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的尺寸足夠大，可以承受這樣的加熱負(fù)荷。

對于熱泵來說，最大的挑戰(zhàn)可能是需要足夠的建筑能效。也就是說，它們能否被廣泛接受，取決于建筑物的熱需求能否降低，尤其是現(xiàn)有建筑存量。在研究中，建筑熱能的需求基于幾個假設(shè)進(jìn)行了模擬計算。例如，敏感性計算假定改造率上升到2%，同時具有較高的改造深度。如果在現(xiàn)實生活中不能相應(yīng)地降低能耗，則技術(shù)要求也將無法滿足熱泵的大規(guī)模擴(kuò)容。另一方面，完全的綠色改造無需在舊建筑存量中安裝熱泵。窗戶和屋頂?shù)默F(xiàn)代化可以在這方面取得很大成就。如果安裝了低溫散熱器，地暖也可有可無，因為低溫散熱器的性能只差一點點。此外，雙氣源熱泵可以作為過渡型技術(shù)，與燃?xì)饣蛉加湾仩t相結(jié)合，在非常冷的時候，作為一種應(yīng)對漸進(jìn)式綠色改造的挑戰(zhàn)的方法。為了避免鎖定效應(yīng)，安裝設(shè)計應(yīng)確保在廣泛現(xiàn)代化建設(shè)后熱泵輸出足以為建筑供熱。此外，還有更創(chuàng)新的熱泵技術(shù)——冰儲槽與太陽能吸收器、高效導(dǎo)流蒸發(fā)器等的組合。換句話說，有不同的方法使建筑材料與熱泵兼容。

這項研究并未考慮許多熱泵同時使用時可能對分配網(wǎng)絡(luò)帶來的影響。這可能導(dǎo)致在此使用的模型中未考慮在內(nèi)的額外成本。然而，熱能網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)張始終懸而未決，即使考慮到現(xiàn)有的天然氣分配網(wǎng)絡(luò)，也不太可能受到挑戰(zhàn)。

總而言之，在建筑供暖行業(yè)迅速增加熱泵，似乎是減少電力部門溫室氣體的一種高效節(jié)能方式，并在需求高峰期間可以加以控制。它的致命弱點是，老式建筑需要最低程度的能源現(xiàn)代化改造以配套，而天然氣鍋爐則不需要。然而，天然氣作為一種能源，也必須有助于脫碳，并隨著時間的推移變得越來越“綠色”。這將提高天然氣的成本，使得即使在使用天然氣供暖的建筑中，也能提供充分的保溫性能。從長期來看，在建筑材料中使用低碳燃?xì)舛贿M(jìn)行綠色改造，從成本角度來看沒有什么意義。當(dāng)涉及到建筑外觀的綠色改造時，從增加天然氣應(yīng)用脫碳著手可能更容易。但僅憑這一點并不能確保實現(xiàn)2050年氣候目標(biāo)的低成本路徑。如果綠色燃?xì)饽茉诿撎冀ㄖ袠I(yè)發(fā)揮作用，這可能是因為消費者的偏好。如果一部分民眾更愿意繼續(xù)用天然氣供暖，而不是進(jìn)行綠色改造或安裝熱泵，應(yīng)該也被允許。但是，就像電能一樣，天然氣必須越來越綠色，在此過程中，它將變得更加昂貴。

天然氣可以通過兩種方式實現(xiàn)綠色：(1)通過更嚴(yán)格的二氧化碳基準(zhǔn)和供暖系統(tǒng)的一次能源因子，以及/或(2)通過利用有限數(shù)量的可用生物質(zhì)和電轉(zhuǎn)氣技術(shù)來增加越來越多的二氧化碳中性氣體。

未來研究的問題是：從長遠(yuǎn)來看，哪條道路對大多數(shù)現(xiàn)有建筑更好，熱泵還是綠色燃?xì)猓胯b于德國在可再生能源領(lǐng)域的地理場地競爭相當(dāng)激烈，答案將在很大程度上取決于未來在國外生產(chǎn)氫和合成天然氣等電轉(zhuǎn)氣產(chǎn)品并將其進(jìn)口到德國的成本。另一個決定性因素是交通和工業(yè)領(lǐng)域的電改氣消費者，而建筑供暖部門將不得不與之競爭，因為在某些情況下，這些競爭對手將比建筑供暖更難實現(xiàn)電氣化。未來的研究需要更深入地探討這些問題。