Jaka powinna być pompa ciepła przyszłości? Przede wszystkim tańsza!

Z powodu wojny wywołanej przez Rosję, władze Unii Europejskiej zaproponowały zarys planu uniezależnienia Europy od rosyjskich paliw kopalnych. Kluczem do porzucenia paliw importowanych z Rosji ma być podwojenie rocznej sprzedaży pomp ciepła w ciągu najbliższych 5 lat. Czy przeprowadzenie takiej rewolucji będzie możliwe z wykorzystaniem pomp ciepła, które są obecnie dostępne na rynku? Cechy pompy ciepła przyszłości przedstawia Marek Miara z instytutu Fraunhofer ISE.

Zdjęcie autora: Jakub Król

Jakub Król

Redaktor GLOBENERGIA

Aspiracje Unii Europejskiej

W 2021 roku w UE sprzedaż pomp ciepła osiągnęła 2 mln sztuk. Podwojenie sprzedaży zgodnie z aspiracjami Komisji Europejskiej wymagałoby zainstalowania około 16,5 mln dodatkowych jednostek w ciągu najbliższych pięciu lat. Czy to dużo? Na ten moment w Europie funkcjonuje około 15 mln tych urządzeń, co oznacza, że tempo zasugerowane przez KE będzie trudne do zrealizowania. Decydującym czynnikiem, który pozwoli na spełnienie tych założeń bez wątpienia będą urządzenia, które w perspektywie najbliższych lat będą pojawią się na rynku europejskim.

To co mamy nie wystarczy

Według Marka Miary z instytutu Fraunhofer ISE wykorzystanie pomp ciepła obecnych teraz na rynku nie pozwoli na spełnienie aspiracji UE. Stąd pojawia się pytanie, jak powinna wyglądać pompa ciepła przyszłości, która pozwoli zrealizować te cele. Ograniczając się do jednego zdania, pompa ciepła przyszłości musi być maksymalnie prosta z zewnątrz i maksymalnie inteligentna w środku. Zdaniem eksperta, “maksymalna prostota” ma spowodować, że pompa ciepła będzie łatwiejsza i szybsza do zainstalowania. Z kolei “maksymalna inteligencja” pomoże pompie ciepła dopasować się do nowej rzeczywistości.

Łatwa i szybka w instalacji

W najbliższej przyszłości, ale także w bardziej odległej przyszłości, prostota i szybkość montażu pompy ciepła będzie absolutnie kluczowa. Niemcy w odpowiedzi na unijny plany #REPowerEU planują montaż 5-6 mln pomp ciepła do 2030 roku. Liczba ta odpowiada ⅓ liczby obecnie zainstalowanych urządzeń. Zdaniem Marka Miary z instytutu Fraunhofera osiągnięcie takich ambitnych celów nie będzie możliwe przy wykorzystaniu urządzeń, które są teraz obecne na rynku. W tej chwili instalacja pomp ciepła jest w dalszym ciągu mniej więcej dwukrotnie dłuższa od montażu kotła gazowego. Już w tym momencie widzimy w Niemczech ogromne problemy z dyspozycją instalatorów pomp ciepła, których jest za mało. Biorąc pod uwagę ambicje Niemiec w zakresie sprzedaży pomp ciepła problemy te mogą się pogłębić.

Modułowa, do różnych zastosowań

Zdaniem Marka Miary z instytutu Fraunhofera w kontekście ambitnych założeń co do rozwoju rynku pomp ciepła w Europie, liczba dostępnych modeli/wariantów urządzeń powinna być możliwie jak najbardziej ograniczona. Im więcej jest rodzajów produktów dostępnych na rynku, tym więcej modeli urządzeń, które muszą poznać instalatorzy. Ograniczona liczba uniwersalnych modeli urządzeń przełoży się na większą dostępność ekip monterskich. Dla porównania, w tej chwili w Niemczech na liście, na której można znaleźć wszystkie dopuszczone do dofinansowania pompy ciepła znajduje się co najmniej 5 tys. produktów.

“Uważam, że potrzebujemy mniej niż 10 proc. tej liczby. 5 tys. produktów oznacza, że instalatorzy muszą się ich na nowo uczyć, a wszystko to dłużej trwa.” - dodaje Marek Miara z instytutu Fraunhofera.

Ta modułowość pomp ciepła ma oznaczać możliwość wykorzystania jednego urządzenia w wielu zastosowaniach, takich jak nowe i stare budynki, budynki termomodernizowane, a także wielorodzinne.

Ekologiczna

Pompy ciepła to ekologiczne urządzenia grzewcze, jednak ich ekologiczność zależy również od emisyjności systemu elektroenergetycznego danego kraju. Coraz większy udział OZE sprawia, że pompy ciepła poza ograniczeniem niskiej emisji są narzędziem ograniczenia emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Ekologiczność pomp ciepła będzie się zatem pogłębiać.

Ekonomiczna

Ekonomia pomp ciepła to temat bardzo szeroki. Każdy zgodzi się ze stwierdzeniem, że wysokie koszty inwestycyjne związane z zakupem pompy ciepła będą stanowiły ograniczenie wzrostu rynku. W związku z tym pompy ciepła, których oczekuje rynek to urządzenia tańsze, konkurencyjne cenowo z innymi urządzeniami grzewczymi.

“Jest wiele kwestii , które wskazują, że obniżenie cen pomp ciepła (samych urządzeń) jest możliwe. Nie osiągnęliśmy jeszcze pełnej automatyzacji produkcji pomp ciepła.” - komentuje Marek Miara z instytutu Fraunhofera.

Ekspert instytutu Fraunhofera dodaje, że ambicje dot. rozwoju rynku pomp ciepła nie będą możliwe do spełnienia, jeżeli ceny pomp ciepła nie spadną.

Kompatybilna z przyszłym systemem energetycznym

Pompy ciepła mogą znacznie wspomóc stabilizację systemu elektroenergetycznego. Będzie to możliwe jeżeli urządzenia te będą działały w sposób inteligentny. Z drugiej strony, działanie pomp ciepła w sposób nieprzemyślany i przypadkowy, może zaszkodzić systemowi elektroenergetycznemu.

Interdyscyplinarność cech pomp ciepła przyszłości oznacza, że ich powstanie będzie wymagało współpracy ekspertów z zakresu termodynamiki, sztucznej inteligencji, procesów produkcyjnych, instalacji domowych, sieci energetycznych i produkcji prądu elektrycznego. Przed producentami stoi więc duże wyzwanie. Co więcej, Marek Miara wskazuje, że rozwój takich pomp ciepła przyszłości wymaga współpracy producentów na poziomie krajowym i europejskim.

Szybkość instalacji decydująca

W przyszłości szybkość montażu pompy ciepła będzie decydującym parametrem. Naukowcy specjalizujący się w dziedzinie pomp ciepła zdali sobie sprawę, że działania w kierunku niewielkiego wzrostu efektywność pompy ciepła, która jest realizowana wielkim kosztem nie jest właściwym kierunkiem. Teraz ich wysiłki skupione są na łatwiejszym i szybszym montażu.

Zobacz również