Przemysłowe pompy ciepła zamiast kotłów. Czy fabryki mogą taniej odejść od gazu?

• Zastępują tradycyjne technologie – urządzenia te stają się bezpośrednią, bezemisyjną alternatywą dla powszechnie stosowanych kotłów gazowych oraz węglowych.
• Wysoka efektywność – przemysłowe pompy ciepła potrafią osiągać wskaźnik COP powyżej 3, co oznacza,
  że z 1 kWh energii elektrycznej generują ponad 3 kWh ciepła
• Branża spożywcza i papiernicza – są to branże o największym potencjale wdrożeniowym, gdzie procesy wymagają temperatur poniżej 200°C.

Alternatywa dla starych kotłów

Przez lata podstawowym źródłem ciepła w fabrykach były kotły zasilane paliwami kopalnymi. Raport IEA wskazuje, że samo zużycie gazu ziemnego w trzech kluczowych sektorach (spożywczym, papierniczym i chemicznym) wyniosło w 2021 roku aż 60 miliardów m³. Przemysłowe pompy ciepła stanowią bezpośrednią alternatywę dla klasycznych kotłów gazowych i olejowych oraz mniej efektywnych kotłów elektrycznych i wodorowych. 

Zamiast spalać surowce, pompy ciepła wykorzystują energię elektryczną do zwiększania temperatury z istniejących już źródeł odpadowych. Choć kotły elektryczne i wodorowe również są bezemisyjne, to ich efektywność wynosi blisko 1:1. Pompa ciepła zużywa niemal trzykrotnie mniej energii elektrycznej niż tradycyjny kocioł elektryczny.

Gdzie technologia już działa?

W przeciwieństwie do budownictwa mieszkaniowego, przemysł wymaga znacznie wyższych temperatur wyjściowych. Obecny Poziom Gotowości Technologicznej (TRL) pozwala na szerokie zastosowanie pomp

• Poniżej 80°C (Pełna dojrzałość rynkowa - TRL 11). Idealne do procesów takich jak odbarwianie makulatury w przemyśle papierniczym czy zagęszczanie w branży spożywczej.
  80°C do 100°C (TRL 10). Powszechnie stosowane do pasteryzacji żywności i gotowania chemicznego.
• 100°C do 140°C (TRL 8-9). Odparowywanie żywności i destylacja.
• 140°C do 200°C (TRL 4-7). Faza zaawansowanych prototypów i pierwszych aplikacji komercyjnych dla systemów parowych. 

Dlaczego to się opłaca?

Przez długi czas główną barierą były koszty inwestycyjne oraz podatki nałożone na energię elektryczną, które faworyzowały tani gaz ziemny. Obecnie sytuacja się zmieniła. Gwałtowny wzrost cen gazu wywołany przez inwazje Rosji na Ukrainę, w połączeniu z reformami podatkowymi, sprawiły, że pompy ciepła stały się najtańszym rozwiązaniem pod względem całkowitego kosztu produkcji ciepła. Inwestorzy zauważyli, że przejście na pompę stało się opłacalne i obniża ponoszone przez nich koszty.

• Zobacz również: Pompy ciepła pokonują kotły gazowe? Uzależnienie od gazu niszczy gospodarki Europy

Rola wsparcia publicznego i przyszłość technologii.

Instalacja pomp ciepła w przemyśle nie jest procesem seryjnym, każde urządzenie musi być dostosowane pod konkretną fabrykę. Z tego powodu rządzący na całym świecie wprowadzają programy wsparcia. W Niemczech dotacje rządowe potrafią pokryć do 55% kosztów początkowych inwestycji. Kolejnym kierunkiem rozwoju jest integracja pomp przemysłowych z sieciami ciepłowniczymi. Pompy ciepła mogą pobierać ciepło odpadowe z miejskich ścieków czy serwerowni i zasilać nim całe dzielnice. Przykładem jest system Hammarbyverket w Sztokholmie czy Katri Vala w Helsinkach.

Źródła: Międzynarodowa Agencja Energetyczna - The Future of Heat Pumps i własne.