Do 2030 roku zostanie zainstalowanych 600 mln pomp ciepła

Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) w najnowszym raporcie przyjrzała się przyszłości rynku pomp ciepła w kontekście planów redukcji emisji szkodliwych zanieczyszczeń do powietrza. Przewiduje się, że pompy ciepła w budynkach indywidualnych będą co najmniej trzykrotnie bardziej wydajne niż tradycyjne kotły na paliwa kopalne, a ich liczba wzrośnie z obecnie 1,5 mln sztuk instalowanych miesięcznie do około 5 mln w perspektywie do 2030 roku.

Zdjęcie autora: Patrycja Rapacka

Patrycja Rapacka

Analityk i redaktor w GLOBEnergia. Transformacja energetyczna, OZE, offshore wind, atom

Wysokowydajne elektryczne pompy ciepła są podstawową technologią znacznie obniżającą emisję zanieczyszczeń. Zgodnie z szacunkami, liczba zainstalowanych na świecie pomp ciepła wzrośnie z poziomu 180 mln w 2020 roku do około 600 mln w 2030 roku. Szybki rozwój pomp ciepła ułatwi całkowite wycofanie nowych kotłów na paliwa kopalne do 2025 roku. Pompy ciepła w połączeniu z magazynami energii mogą niwelować skutki niestabilności produkcji energii z OZE, dzięki czemu do 2030 roku około 40 proc. energii elektrycznej w skali światowej będzie produkowane w instalacjach fotowoltaicznych i wiatrowych.

Emisje z sektora budowlanego zmniejszą się?

IEA przewiduje, że w ciągu najbliższych 30 lat powierzchnia użytkowa budynków na świecie wzrośnie o 75 proc., przy czym około 80 proc. tego wzrostu przypada na rynki wschodzące i gospodarki rozwijające się. Pomimo znacznego wzrostu zapotrzebowania na energię do połowy stulecia, całkowite bezpośrednie emisje z sektora budowlanego muszą się gwałtownie zmniejszyć, spadając z około 3 Gt w 2020 roku do mniej niż 2 Gt w 2030 roku i do zaledwie 120 Mt w 2050 roku. Rozwiązaniem tej kwestii mogą być pompy ciepła. 

Pompy ciepła najlepsza alternatywą

Pompy ciepła są znacznie bardziej energooszczędne niż inne proponowane rozwiązania, w tym kotły na wodór (promowane w Wielkiej Brytanii) i biomasę. Jedna jednostka energii elektrycznej wykorzystywana przez pompę ciepła dostarcza średnio od trzech do pięciu jednostek ciepła w sezonie grzewczym. Natomiast jedna jednostka energii elektrycznej zużywana przez elektrolizer do produkcji wodoru, który następnie jest spalany, daje 0,6-0,8 jednostki ciepła. Sprawność wysokosprawnego kotła na biomasę wynosi około 0,9 jednostki. Ponadto należy pamiętać, że pompy ciepła są dostawcami wielu usług, ponieważ mogą zaspokoić potrzeby w zakresie ogrzewania, chłodzenia i osuszania pomieszczeń.

Pompy ciepła - dźwignia w procesie wycofywania paliw kopalnych

Pompy ciepła mogą również przyczynić się do osiągnięcia krajowych celów dotyczących udziału OZE w miksie. W połączeniu z instalacją fotowoltaiczną w obrębie budynku lub energią elektryczną pochodzącą z OZE poza domem, są rozwiązaniem w pełni odnawialnym, dzięki czemu elektryfikacja staje się ważną dźwignią w procesie wycofywania paliw kopalnych. Inteligentne termostaty mogą uwolnić ich potencjał reagowania na popyt i pomóc w osiągnięciu większego udziału niestabilnych źródeł OZE w systemie energetycznym. 

Poniższa grafika przedstawia wyniki analizowanych przez MEA wariantów integracji pomp ciepła, magazynów energii i fotowoltaiki w odniesieniu do autokonsumpcji energii fotowoltaicznej i wsparcia hybrydowej instalacji energią z sieci.

Warianty integracji pomp ciepła
Źródło: Międzynarodowa Agencja Energetyki
Warianty integracji pomp ciepła
Źródło: Międzynarodowa Agencja Energetyki

Pompy ciepła na świecie

W Szwecji 29 proc. zapotrzebowania na ciepło w budynkach jest już pokrywane przez pompy ciepła, a analogiczny wskaźnik dla Finlandii wynosi 15 proc. W innych regionach (np. w części Stanów Zjednoczonych i Japonii) pompy ciepła stanowią już duży udział w rynkach grzewczych, ponieważ mogą również zaspokajać zapotrzebowanie na chłodzenie. W Japonii klimatyzator jest zazwyczaj jedynym urządzeniem do ogrzewania pomieszczeń ze względu na umiarkowane zapotrzebowanie na ogrzewanie w porównaniu z potrzebami w zakresie chłodzenia. W Stanach Zjednoczonych około 40 proc. nowych domów jednorodzinnych jest ogrzewanych przez pompy ciepła.

W obliczu trwającego globalnego kryzysu energetycznego, pompy ciepła zostały uznane za rozwiązanie wzmacniające bezpieczeństwo energetyczne. W Europie, plan REPowerEU przedstawiony przez Komisję Europejską sugeruje podwojenie tempa wdrażania pomp ciepła w ciągu najbliższych lat w celu zmniejszenia zależności od rosyjskiego gazu ziemnego.

Wyzwania

Jednym z głównych wyzwań dla tej technologii są wyższe koszty początkowe inwestycji w porównaniu z opcjami ogrzewania opartymi na paliwach kopalnych. W niektórych regionach można to zrekompensować niższymi kosztami eksploatacji i korzystnymi całkowitymi kosztami w całym cyklu życia. Ich konkurencyjność zależy również od struktury wytwarzania energii elektrycznej, a także od tego, jak różne paliwa są opodatkowane i dotowane. Kolejne wyzwanie może być związane z pozwoleniami na instalację jednostek zewnętrznych, zarówno ze względów dźwiękowych, jak i wizualnych.

Aby móc zwielokrotnić liczbę pomp ciepła zainstalowanych każdego miesiąca, producenci muszą zwiększyć dostawy, a instalatorzy muszą zostać przeszkoleni w odpowiedniej liczbie. Odpowiedzialność za to powinna być podzielona między sektor publiczny i prywatny. Władze publiczne powinny wspierać przekwalifikowanie i podnoszenie kwalifikacji siły roboczej (w tym instalatorów, planistów, architektów, inżynierów i przedsiębiorców) oraz zachęcać do korzystania z programów szkoleniowych organizowanych przez sektor prywatny.

Źródło: Międzynarodowa Agencja Energetyki

Zobacz również