为了实现全球能源和可持续发展目标，包括英国、欧盟、新西兰、加拿大、韩国和日本在内的主要经济体已将 2050 年的净零碳排放目标写入法律，尽管其他数十个国家在其能源政策文件中也提出了相应的目标。空间供暖和热水供应占全球能源消耗和排放的很大一部分。例如，在荷兰和英国，天然气仍然占建筑物供热量的70%以上，意大利、加拿大、美国、德国和法国紧随其后。与此同时，比利时、爱尔兰、葡萄牙、希腊和许多其他国家的供暖用油产品渗透率仍然很高（>20%）。
供暖脱碳是能源转型战略中具有挑战性的组成部分，需要深入了解候选技术选项。大多数提出的热脱碳途径都集中在电力和氢气上。在瑞典和挪威等几个国家，电力已经是供暖的重要贡献者，以及荷兰、英国和德国最近的国家计划制定了新的技术升级计划，以支持电动化。这些政策文件一致认为，尽管从长远来看，氢气可以成为一种选择，但短期政策应侧重于实现电力驱动技术的高吸收率。
为了大量采用新技术，新技术设计应该同时吸引制造商和消费者。除了具有成本效益外，新技术还应符合新的环境法规，并在满足需求方面与前辈一样可靠。在电气化的背景下，电力驱动的空气源热泵是一种商业成熟的技术，能够利用从环境中获取的“可再生”能源。在许多国家，能源转型进程已经开始：根据国际能源署（IEA）的数据，空气源热泵正在成为许多国家新建房屋中最常见的技术。在欧洲，自2012年以来，空气源热泵的年销售额以每年10%以上的速度稳步增长。
通过热泵实现电气化是热脱碳的关键途径，但这种转变很复杂，主要有两个原因：（1）用于驱动家用热泵的电力应由净零碳源集中生产，以及（2）大量使用电热泵的国家的全国总电力需求量将显着增加。预计完全可再生的电力系统将需要高比例的风能和太阳能技术，电网的扩建和加固以及大规模储能。这些系统影响很大程度上取决于热泵的成本和性能，而热泵的成本和性能又受到组件选择、热需求和运行条件的影响。
追求净零碳能源系统的国家有多种途径可供选择。在能源系统中，各种技术相互关联，并受到不同层面决策的影响，从集中式到分散式能源生产、分配、存储和利用技术选项。对最终用户来说最优的选择可能会对更广泛的能源系统产生意想不到的后果，反之亦然。整个能源系统模型用于评估和比较不同的脱碳路径，并就实现能源转型所需的全系统政策提供建议。例如，在英国，此类模型包括英国市场分配 （MARKAL） 模型，全电力系统投资模型（WeSIM），模块化能源系统仿真环境（MUSE），以及电力系统优化 （ESO） 模型。这些模型中的每一个都有自己的优势（例如，高空间分辨率、高时间分辨率和包含不同的投资者类型），但它们在集成热泵方面都有一个共同的局限性：这些技术的技术和经济特征由输入（例如，环境温度）和输出（例如，效率）之间的简单映射来表示。市场上可用的热泵涉及各种设计（例如，不同的工作流体、热交换器尺寸和压缩机类型），这意味着在更广泛的能源背景下选择技术时，使用简化关系会忽略相互作用和权衡，并导致高度不确定性和没有技术设计指导。
