假定热泵性能系数为3.5,即1 kW·h电力提供3.5 kW·h的热量。则可分以下3种情况:
1)电力来自可再生能源发电,则可以认为热泵提供的3.5 kW·h热量全部为可再生能源供热,即100%可再生能源供热。
2)电力来自核能等非化石燃料发电,发电的一次能源效率接近100%,则热泵提供的2.5 kW·h(3.5 kW·h-1.0kW·h)热量来自可再生能源。即可再生能源利用率达71%。这种方式也可视为无碳供热。
3)电力来自国家电网。2020年我国供电标准煤耗为0.305 5 kg/(kW·h),即电网供电效率为40.2%。热泵提供的可再生能源为0.402×3.5kW·h-1.0 kW·h=0.407 kW·h,即可再生能源利用率为(0.407 kW·h÷1.407kW·h)×100%=29%。
供电效率40.2%,意味着供电过程中有59.8%的化石燃料燃烧热量散发到环境中。而热泵通过制冷剂蒸发将这部分热量“回收”。显然,这1 kW·h的一次能源都应该视为由化石燃料所提供,只是在这1 kW·h之外的一次能源(0.407 kW·h)是来自环境,即最终来自于太阳能,可以当成可再生能源。
可以看出,当驱动热泵的电力来自国家电网时,热泵作为可再生能源利用有几个条件:1)热泵的供热性能系数要足够高,如果低于2.5,则可以认为系统没有利用可再生能源。2)供电标准煤耗要尽可能低。例如以上海电网供电标准煤耗0.283 kg/(kW·h)计算,同样性能系数3.5的热泵,可再生能源利用率可以提高到34.2%。供电标准煤耗低意味着电网中主力火电厂的效率高(例如联合循环电厂),输电网的线损低(例如特高压电网)。