Energy Transition

Termální tepelná čerpadla význam funkce a budoucnost v transformaci energetiky 2050

Asociace EHPA (Evropská asociace tepelných čerpadel) a EHI (Evropský teplárenský průmysl) jsou dvě významné evropské organizace věnující se problematice z oboru topení a chlazení. Ty ve zprávě „Thermally driven heat pumps, how they work and why they matter“ uvádí, jak teplem poháněná tepelná čerpadla přispívají k energetickým a klimatickým cílům EU. Těmi jsou snížení emisí CO₂, snížení potřeby primární energie a s tím související snížení nákladů na energie. Zpráva uvádí, že širší přijetí této technologie, spolu s rozvojem výroby a distribuce obnovitelných plynů, může být klíčovým faktorem v procesu dekarbonizace a energetické transformace s ohledem na evropské a globální cíle do roku 2050.

Co je to termální tepelné čerpadlo                   

Termální tepelné čerpadlo je definováno  nařízením o ekodesignu (EU) 813/2013 a 811/2013 jako "technologie, která využívá teplo nebo spalovací motor k pohonu absorpčního procesu nebo cyklu komprese páry".

Toto tepelné čerpadlo, jinými slovy, využívá teplo k „čerpání“ energie z obnovitelného zdroje (např. okolního prostředí). Takto "čerpanou" energii pak lze  využívat  pro vytápění či k ohřevu teplé vody. Zatímco elektrické tepelné čerpadlo (tepelné čerpadlo s kompresí páry chladiva) využívá prostřednictvím kompresoru elektřinu ke generování tlaku, termální tepelné čerpadlo k tomu využívá teplo. Přímí ohřev tak generuje tlak jenž je pro termodynamický cyklus nezbytný. Toto teplo pochází nejčastěji z plynového hořáku, ale může pocházet i z odpadního tepla či ze solárních panelů či jakéhokoli jiného zdroje o dostatečné teplotě.              

Výhody teplem poháněných tepelných čerpadel                   

Termální tepelná čerpadla představují perspektivní segment na trhu. Tato technologie se ukázala jako vhodná pro zvýšení energetické efektivity vytápění a výrobu teplé užitkové vody u stávajících budov. Je to dáno její kompatibilitou s většinou tradičních systémů vytápění. Okamžitě tak nabízí možnost snížení potřeby primární energie za použití OZE při minimu investic a stavebních úprav. Představovaná minimální efektivita je pak až o 40 % vyšší než při použití plynových kotlů, což umožňuje značné ekonomické úspory a snížení emisí CO₂ do ovzduší.                 

Výhody aplikací s termálním tepelným čerpadlem:

• Významně přispívají k cílům EU v oblasti energetiky a klimatu

Při běžné aplikaci v kotelně na zemní plyn může dojít ke snížení emisí CO₂ o 30 - 40% oproti použití plynových kotlů. V případě, že je použit plyn z obnovitelných zdrojů nebo směs takových plynů (biometan, vodík) lze emise ještě významněji snížit. Spolu s emisemi CO₂ dochází i ke snížení požadavků na primární energii o cca 40%.

• Diverzifikace zdrojů energie umožňuje efektivní využití plynných paliv.

Plynná paliva jsou široce rozšířená a distribuovaná v celé Evropě, a jsou kompatibilní s budoucím scénářem dodávek paliva v podobě plynů vyrobených z OZE, jako je biometan, směsi metanu a vodíku a čistý vodík. To přestavuje alternativu k elektrické síti, která je i s ohledem na elektrizaci energetiky na řadě míst v Evropě na svých kapacitních limitech.

• Zachování výkonu při nízkých teplotách vnějšího vzduchu

Termální tepelná čerpadla nemají tak významný pokles topného faktoru respektive výkonu s venkovní teplotou jako elektrická čerpadla. Je to dáno způsobem využití termodynamického cyklu. To představuje řadu výhod jak z pohledu uživatele, kdy klesá potřeba bivalence, tak z pohledu stability rozvodné sítě.

• Stabilní výkon i při vysokých teplotách v systému vytápění

Stejně jako u závislosti výkonu na venkovní teplotě, ani při zvyšování teploty topné vody v systému nedochází k tak významnému poklesu výkonu jako u elektrických čerpadel. Schopnost poskytovat relativně vysoké teploty vytápění umožňuje efektivní použití tohoto typu tepelného čerpadla pro středně teplotními systémy, jako jsou tradiční radiátory, konvektory či VZT jednotky.

• Cena za dodanou jednotku energie

Pokud je termální tepelné řerpadlo poháněno spalováním plynu, dosahuje velmi nízké ceny za dodanou jednotku energie. Je to dáno cenou plynu na trhu, která je obecně nižší než cena například elektřiny. Elektřina je až druhotná energie, což sebou nese určitá specifika (výroba, skladovatelnost, distribuce). To se samozřejmě projeví na její ceně. Oproti tomu plyn je téměř primární zdroj energie, je tedy ve většině zemí levnější než elektřina.