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供暖与燃气计算器

热泵与燃气锅炉:15 年下来哪个更便宜?

从运行费用、安装、维护、固定费用和 CO₂ 几个方面,比较空气源热泵和新的冷凝式燃气锅炉,并给出两者持平时的电价与气价之比。

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计算结果

15 年下来,热泵总花费约少 1,668 €,第 12.7 年起反超锅炉,每年减排 1.1 t CO₂。
15 年费用差额
€1,668
总体上热泵更便宜
热泵运行费用(第 1 年)
€1,200
电 3,750 kWh + 保养
燃气锅炉运行费用(第 1 年)
€1,563
燃气 13,333 kWh + 保养 + 固定费用
每年运行节省
€363
多出的初装费用
€6,500
热泵 10,000,锅炉 3,500
盈亏平衡年份
12 年 9 个月
你的价格比(电 ÷ 气)
2.8
盈亏平衡价格比
3.77
运行费用相等(仅看能源:SCOP ÷ η = 3.56)
热泵 15 年总拥有成本(NPV)
€25,161
按 4% 折现
燃气锅炉 15 年总拥有成本(NPV)
€24,489
热泵 CO₂
1.31t/年
燃气锅炉 CO₂
2.44t/年
15 年共减排 17 t
累计拥有成本
第 1 年费用构成
年运行费用与电价关系

逐年费用(名义值)

年份热泵(€)燃气锅炉(€)热泵累计(€)燃气累计(€)热泵优势(€)
11,2001,56311,2005,063-6,137
21,2241,60912,4246,672-5,752
31,2481,65613,6728,328-5,344
41,2731,70514,94610,033-4,913
51,2991,75416,24511,787-4,458
61,3251,80617,57013,593-3,977
71,3511,85918,92115,452-3,470
81,3781,91320,30017,365-2,935
91,4061,96921,70619,334-2,372
101,4342,02723,14021,360-1,779
111,4632,08624,60223,446-1,156
121,4922,14726,09525,593-501
131,5222,21027,61627,803187
141,5522,27529,16930,078909
151,5832,34230,75232,4201,668
  • 更换:对比期内到寿命的设备,按今天的价格重新购买。
  • 维护费每年增长 2%,能源价格按你设定的涨幅增长。补贴在第 0 年从热泵费用中扣除。
  • 如果你保留燃气接入(比如用来做饭),两种方案都要交固定费用,不影响对比结果。

这个对比是怎么算的

“装热泵还是燃气锅炉?”这个问题的两面方向相反。按每 kWh 热量算,除非电价很贵,热泵的运行费用要低得多,但安装费用高出不少。所以要比得公平,就得把整个使用期都算进去,而不能只看每年的账单。这个计算器把两套系统放在 15 年(可调)里并排比较,计入:

  • 能耗:热泵为热负荷 ÷ SCOP,锅炉为热负荷 ÷ 季节效率;
  • 电价和气价各自的涨价路径(在欧盟,一旦针对建筑碳定价的 ETS2 启动,气价很可能涨得更快);
  • 扣除补贴后的初始投资;
  • 维护费,按每年 2% 递增;
  • 燃气固定费,只有退出燃气管网才不用再交;
  • 比较期内到寿命的设备更换;
  • 两套系统的 CO₂。

计算完成后,你会得到两套系统的累计成本曲线、热泵反超锅炉的年份、折现后的总拥有成本(NPV),以及年运行费用相等时的电价/气价比值。

公式

Heat pump running cost = Q / SCOP × p_elec + M_hp (+ standing charge if gas kept) Boiler running cost = Q / η × p_gas + M_boiler + standing charge Break-even price ratio r* = [Q/η × p_gas − ΔF] / (Q/SCOP) / p_gas ΔF = extra fixed cost of the heat pump Without fixed costs: r* = SCOP / η TCO = upfront − grant + Σ running costs (escalated), discounted at rate d

计算示例

默认输入假设每年需要 12,000 kWh 热量,SCOP 为 3.2,冷凝锅炉效率 90%,电价 0.28 欧元/kWh,气价 0.10 欧元/kWh。热泵用电 3,750 kWh(1,050 欧元);锅炉烧掉 13,333 kWh 燃气(1,333 欧元)。

加上保养费(热泵 150 欧元,锅炉 120 欧元),以及断开燃气后就不用交的 110 欧元燃气固定费,第一年运行费用为热泵约 1,200 欧元,锅炉约 1,563 欧元。算下来热泵每年大约能省 363 欧元。

初始投资方面,热泵 13,000 欧元减去 3,000 欧元补贴,即 10,000 欧元,新锅炉是 3,500 欧元:热泵多花 6,500 欧元。电价每年涨 2%、气价每年涨 3% 的情况下,热泵的累计成本在约 12.7 年后低于锅炉。15 年后,按名义值计热泵领先约 1,670 欧元。按 4% 折现,两者几乎持平(25,160 欧元对 24,490 欧元),可见最终结果在很大程度上取决于补贴和能源价格。

你的价格比为 0.28 ÷ 0.10 = 2.8,盈亏平衡比值为 3.77(只算能耗是 3.56;省下燃气固定费把它抬高了)。在 350 g/kWh 的电网上,CO₂ 从每年 2.44 吨降到 1.31 吨,15 年约少排 17 吨。

怎么看计算结果

  • 15 年成本差(主要结果):正数表示算上所有成本后,热泵在这段时间内更便宜。
  • 盈亏平衡年份是每年省下的运行费累计起来、刚好赚回额外初始投资的那一年。拿它和热泵 15–20 年的寿命比一比。
  • 盈亏平衡比值与你的比值:你的比值离盈亏平衡点越远,价格变化时这笔投资就越稳。
  • TCO 的 NPV 对未来成本做了折现,这对初始投资较低的方案更有利。折现率请用你的房贷或存款利率。
  • 年运行费用随电价变化图:交点就是电价的临界值,高于它,燃气的运行费用就更低。

典型数值

国家(2024–25 年,约数) 电价 / 气价比 SCOP 3.2 时的盈亏平衡比值 典型结论
英国 3.5–4.0 3.6 运行费用差不多;补贴说了算
德国 2.5–3.0 3.6 热泵运行更便宜
法国 2.0–2.5 3.6 热泵明显更便宜
荷兰 2.0–2.5 3.6 热泵明显更便宜
瑞典 / 挪威 1.5–2.5 3.6 热泵占绝对优势
美国(平均) 3.0–3.5 3.6 很大程度上取决于所在州

这些比值会随电价方案变动,请以你自己的账单为准。热泵专用电价或分时电价可以把实际比值降低 20–40%。

小技巧

  • **在需要换锅炉时比较。**等到旧锅炉坏了、非换不可的时候,真正的选择是热泵还是新锅炉,这也是计算器的默认设定。
  • **把 SCOP 提上去。**换大暖气片、开气候补偿,可以把 SCOP 从 2.7 提到 3.5,比大多数电价方案的调整更值钱。用热泵计算器估算你的 SCOP。
  • 如果你做饭用电,就断开燃气。光是固定费往往每年就有 100–150。
  • **先降低热负荷。**靠保温少用的每 kWh 热量,都能降低运行费用和所需的热泵规格。
  • **把所有燃料都比一比。**没接燃气管网?在采暖费用对比里比较燃油、液化石油气和颗粒燃料。

局限

对比假设 SCOP 和锅炉效率在整个比较期内不变;调试不当的热泵或选大了的锅炉可能达不到。电网碳排放强度按固定值计算,所以 CO₂ 减排量是保守估计。融资成本、对房产价值的影响、制冷(可逆热泵)以及未来可能的燃气管网附加费都没有计入。安装费用因国家和房子差别很大,请至少找两家安装商报价,再把实际数字填进去。

方法与假设

热泵耗电 = 热需求 ÷ SCOP;锅炉耗气 = 热需求 ÷ 季节效率。第一年运行费用另加维护费和固定费用(燃气锅炉,或者热泵方案仍保留燃气接入时)。电价和气价分别按各自的涨幅预测,维护费每年 +2%,到寿命时按同等设备更换。

盈亏平衡价格比:年运行费用相等时的电价 ÷ 气价,r* = [Q/η·p燃气 − ΔF] /(Q/SCOP)/ p燃气,ΔF 为热泵多出的固定成本(维护费减去节省的固定费用)。不考虑固定成本时,简化为 r* = SCOP ÷ η。

常见问题

热泵比燃气锅炉便宜吗?
运行费用通常更低,前提是电价低于每 kWh 气价的约 3.5 倍(以 SCOP 3.2 对比 90% 效率的锅炉计)。放到整个使用寿命看,就要看安装成本和补贴了。热泵的安装费是锅炉的 2–4 倍,省下的运行费要把这个差价赚回来。在英国有 7,500 英镑的 Boiler Upgrade Scheme 补贴,在德国有 BEG 补贴,热泵的 15 年总成本往往更低。
电价和气价的比值多少时,装热泵划算?
盈亏平衡比值大致等于 SCOP ÷ 锅炉效率。SCOP 2.6(老式暖气片)时约为 2.9,SCOP 3.2 时为 3.6,SCOP 4(地暖)时达到 4.4。如果断开燃气、省下固定费,盈亏平衡比值还会更高。
热泵和燃气锅炉,哪个寿命更长?
空气源热泵一般能用 15–20 年,主要的易损件是压缩机。燃气锅炉能用 10–15 年。如果设备寿命在比较期内到期,计算器会按更换处理。
热泵的维护费更贵吗?
一般不会。两者都需要每年保养一次(约 100–200 欧元/英镑/美元)。热泵没有燃烧、烟道和燃气安全检查,但质保通常要求每年保养。如果断开燃气,还能省掉燃气固定费,往往每年 100–150。
和燃气相比,热泵能减少多少 CO₂?
燃气每燃烧 1 kWh 约排放 0.18 kg CO₂(按 90% 效率折合每 kWh 热量 0.2 kg)。SCOP 3.2 的热泵在 350 g/kWh 的电网上,每 kWh 热量约排放 0.11 kg,少 45%;随着电网逐年脱碳,差距还会扩大。在低碳电网(法国、瑞典、挪威)上,减排超过 90%。
燃气锅炉还能用,要不要换成热泵?
从财务角度看,最好的时机是锅炉本来就该换的时候,因为这时你拿热泵和新锅炉的费用比,而不是和零比。如果想模拟替换一台还能用的锅炉,在计算器里把新锅炉费用设为 0。

资料来源与参考

  1. IEA — The Future of Heat Pumps (2022)
  2. UK DESNZ — Greenhouse gas reporting: conversion factors 2024
  3. 英国政府 — Boiler Upgrade Scheme
  4. Rosenow, J. et al. (2022). Heating up the global heat pump market. Nature Energy 7, 901–904

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