Takie cechy będzie mieć nowa generacja pomp ciepła
– Pompy ciepła będą dominującą technologią w systemie energetycznym przyszłości. Nie ma od tego ucieczki – zapewniał Marek Miara z Instytutu Fraunhofera ISE we Freiburgu podczas niedawnej konferencji zorganizowanej przez PORT PC. Jak zaznaczył ekspert – to wcale nie efektywność działania jest obecnie najmocniejszym obecnie trendem w rozwoju tych urządzeń.
Do tej pory producenci i naukowcy zajmujący się rozwojem pomp ciepła starali się promować te urządzenia jako obiecujące rozwiązania w kontekście zmian klimatycznych i możliwości redukcji CO2. Jednak od kilku tygodni konieczność przyśpieszenia na rynku produkcji pomp ciepła nabrała całkiem nowego znaczenia.
– Pompy ciepła mogą nam pomóc w uniezależnieniu się od innych źródeł energii, np. kopalnych – mówił Marek Miara, długoletni pracownik Instytutu Fraunhofera ISE we Freiburgu w Niemczech, który obecnie koordynuje w Instytucie wszelkie działania związane z tematem pomp ciepła. – Olbrzymia zmiana w postrzeganiu wagi tych urządzeń, która ma oczywiście ścisły związek z wydarzeniami za naszą wschodnią granicą, została dostrzeżona przez Komisję Europejską – dodaje.
Podwajamy tempo
W opublikowanym przed miesiącem pakiecie rozwiązań o nazwie „REPowerEU” Komisja Europejska przedstawiła szereg działań mających doprowadzić do rezygnacji z wykorzystania w Europie paliw kopalnych, w tym zakończenia spalania gazu ziemnego. W dokumencie tym zaproponowano znaczące zwiększenie poziomu ambicji w zakresie sprzedaży i montażu pomp ciepła w Europie, informując o potrzebie dwukrotnego zwiększenia rocznej sprzedaży pomp ciepła w ciągu najbliższych pięciu lat. Najmocniejszą odpowiedź na unijny program przedstawiły Niemcy, które planują całkiem odejść od rosyjskiego gazu, w tym celu m.in. montując do 2030 roku 5-6 mln pomp ciepła.
– Pompy ciepła i sieci ciepłownicze będą dominować w systemach energetycznych przyszłości – mówił Marek Miara. – Jednak aby oczekiwane cele dotyczące liczby instalowanych pomp ciepła zostały osiągnięte, konieczne jest zwrócenie uwagi na kilka czynników, w tym jeden z najważniejszych – redukcję kosztów. Pompy ciepła muszą być tańsze – przekonuje naukowiec.
Wprawdzie dostępne są różnego rodzaju dofinasowania – w Polsce o dofinansowanie na pompę ciepła można było starać się w ramach programu Czyste Powietrze, za chwilę ruszy kolejny rządowy program dopłat do zakupu urządzeń Moje Ciepło – jednak jeśli cena pomp ciepła nie spadnie znacząco w najbliższych latach, trudno będzie mówić o osiągnięciu ambitnego celu dwukrotnego zwiększenia rocznej sprzedaży pomp ciepła do 2027 r.
Są na to duże szanse, bo – zdaniem naukowca – nie osiągnęliśmy jeszcze pełnej automatyzacji, a liczba produkowanych urządzeń nie jest jeszcze tak duża, aby budziła zainteresowanie producentów komponentów. Jednak powoli zbliżamy się do granicy, w której duzi gracze na rynku komponentów np. dla branży motoryzacyjnej mogą chcieć zająć się produkcją wymienników ciepła dla pomp ciepła.
Tańsza produkcja i instalacja
Są duże szanse na to, że redukcja kosztów na rynku produkcji PC nastąpi w sposób naturalny, zgodnie z krzywą uczenia się – parametrem, które opisuje, co się stanie w przypadku bardzo dużego wzrostu produkcji i zasobu urządzeń na rynku. – W przypadku pomp ciepła krzywa uczenia się wynosi obecnie ok. 20 procent – mówi Paweł Lachman, prezes PORT PC. – Jednak gdy spojrzymy na to, że w przypadku takiej technologii, jaką jest fotowoltaika, w ciągu ostatniej dekady koszt jednego kilowatopik spadł aż dziesięciokrotnie, to – jeśli będą podejmowane dodatkowe działania – również na rynku pomp ciepła spadek cen może wynieść 30 proc.
Równie ważny jak spadek cen produkcji PC jest spadek cen montażu. Polski naukowiec z Freiburga podkreśla, że w tej chwili w Niemczech pompa ciepła kosztuje ok. 15 tysięcy euro, a jej instalacja drugie tyle. To pokazuje, że sama redukcja kosztów produkcji urządzenia rzędu 10-20 proc. niewiele zmieni, skoro problemem jest skomplikowana, czasochłonna i droga instalacja.
Cichsze i bardziej ekologiczne
Czy rosnące możliwości poprawy efektywności kosztowej pomp ciepła mają znaczenie w kontekście dynamiki rozwoju rynku pomp ciepła? Okazuje się, że niekoniecznie.
– Jako naukowcy przestaliśmy walczyć o kolejne miejsca po przecinku w efektywności urządzeń – teraz liczy się coś zupełnie innego – mówi Miara. – Oczywiście pojawiają się na rynku pompy o bardzo dużej efektywności i świetnie, bo pokazuje to, co jest możliwe w tym zakresie. Jednak jednym z największym trendów w rozwoju technologii pomp ciepła jest obecnie redukcja hałasu powietrznych pomp ciepła. – Dostępne są różnego rodzaju komponenty, takie jak kompresory, które w sposób nie tyle ewolucyjny, co rewolucyjny zmieniły poziom hałasu urządzeń – mówił Miara.
Kolejnym mocnym trendem jest zmiana czynników roboczych na czynniki robocze z niewielkim potencjałem tworzenia efektu cieplarnianego – współczynnikiem GWP (ang. Global Warming Potential). Najbardziej nowoczesne pompy ciepła wyposażone są w naturalny czynnik chłodzący – propan (R290). Do tej pory wykorzystywany był m.in. w lodówkach, jednak w najbliższych latach będzie najprawdopodobniej jedynym czynnikiem używanym w pompach ciepła.
.jpg)
Koszty eksploatacji i efektywność pomp ciepła w odniesieniu do kotłów gazowych. Źródło: prezentacja Marka Miary, PORT PC.
– Rozwój propanu jako czynnika roboczego bardzo dobrze wpisuje się w użytkowanie pomp ciepła w budynkach już istniejących, starszych – dzięki charakterystyce termodynamicznej propanu możemy osiągnąć wyższe temperatury, co jest bardzo pomocne – wyjaśnia Marek Miara. Jednak propan jest też czynnikiem łatwopalnym i wybuchowym, dlatego im mniej będzie go w systemie, tym lepiej. – Systemy bezpieczeństwa dla propanu to również mocny trend w rozwoju pomp ciepła – zaznacza.
Proste, ale inteligentne
– Maksymalnie prosta z zewnątrz i inteligentna w środku – taka będzie pompa ciepła przyszłości – prognozuje Miara. Zdaniem naukowca idealna pompa to przede wszystkim pompa łatwa i szybka w instalacji. Instalacja pompy, która zabiera dwukrotnie więcej czasu niż instalacja kotła gazowego jest nieporozumieniem. I powoduje, że przy tak olbrzymim przyśpieszeniu produkcji, z jakim obecnie mamy do czynienia w Niemczech, można w tym kraju zaobserwować wiele kłopotów z instalatorami: nie mają czasu na kolejne instalacje, prace się wydłużają.
– Obecnie na liście wszystkich pomp ciepła, dopuszczonych do dofinansowania, znajduje się ok. pięć tysięcy produktów – wyjaśnia Miara. – Oznacza to, że instalatorzy muszą podczas każdej instalacji uczyć się każdego urządzenia od nowa. Tymczasem potrzebujemy mniej niż 10 proc. tej liczby urządzeń. Musimy postawić na modułowość urządzeń, wtedy będzie można ich używać niezależnie od rodzaju budynku – czy będą to budynki stare czy nowe, z termoizolacją czy bez.
Samoregulacja i samoptymalizacja to z kolei te cechy inteligencji pompy ciepła przyszłości, które będą mogły uprościć zarówno instalację urządzenia jak i jego późniejszą pracę oraz dostosować je do oczekiwań odbiorcy indywidualnego, dotyczących kosztów eksploatacji, redukcji dwutlenku węgla oraz oszczędności, które ma przynieść działanie pompy. Kolejnym niezwykle ważnym aspektem jest to, by pompa ciepła przyszłości była kompatybilna z całym systemem energetycznym.
Gdzie szukać pomp ciepła?
Poniżej przedstawiamy ranking serwisu Oferteo.pl dotyczący 18 812 sprzedawców pomp ciepła, najlepszych w 2022 roku w poszczególnych powiatach:
– PC mogą wspomóc stabilizację takiego systemu, jeśli będą działać w sposób inteligencji albo mu zaszkodzić – jeśli będą działać w sposób przypadkowy – mówi Marek Miara.
Jego zdaniem, aby stworzyć taką właśnie nowoczesną i inteligentną pompę potrzebujemy całkiem innego myślenia i działania: większej interdyscyplinarności ze strony producentów.
– Potrzebujemy współpracy specjalistów do termodynamiki i od sztucznej inteligencji, osób, które znają się na instalacji, na sieciach i produkcji prądu. To wielkie wyzwanie, dlatego tego rodzaju przedsięwzięcia muszą być inaczej organizowane niż do tej pory – potrzebne jest wsparcie na poziomie nie tylko krajowym, ale i europejskim – dodaje naukowiec.
Katarzyna Bielińska
katarzyna.bieliska@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
