Jak zapewnić większy udział pomp ciepła w istniejących budynkach?

Część 12: Więcej odwagi postawić na właściwą technologię

„Znaki są jednoznaczne. Koszt bezczynności będzie coraz większy. Musimy działać szybko, aby sprostać tym wyzwaniom”. To słowa prezydenta USA Joe Bidena, wygłoszone wiosną tego roku na otwarciu zorganizowanego przez niego szczytu klimatycznego. Zdanie to dotyczyło szerszego kontekstu, ale opisuje również precyzyjnie sytuację koniecznych zmian w sektorze ogrzewania budynków. Aby osiągnąć ustalone cele klimatyczne, a w dalszej perspektywie neutralność klimatyczną, należy możliwie szeroko stosować dostępne rozwiązania, zbliżające nas do osiągnięcia tych celów. Pompy ciepła są w tym kontekście technologią kluczową.

Shutterstock.com

Shutterstock.com

60% budynków mieszkalnych w Polsce jest starszych niż 40 lat. W wielu europejskich krajach odsetek ten jest jeszcze wyższy. Obrazuje to, jak ważna jest właściwa strategia energetyczna dla istniejących budynków. Jeśli to tylko możliwe, w pierwszej kolejności powinno zostać zredukowane zapotrzebowanie energetyczne budynku. Długoterminowo jest to konieczne, tak czy inaczej. Zdarza się jednak, że z wymianą systemu grzewczego budynku nie można czekać na wcześniejszą jego termomodernizację. Ten fakt często używany jest jako argument przeciwko pompom ciepła. Seria „Pompy ciepła w istniejących budynkach” udowadnia, bazując na wynikach badań, że założenie to jest błędne. Pompy ciepła nie tylko można, ale i trzeba stosować w istniejących budynkach. Przemawiają za tym zarówno względy ekologiczne, jak i ekonomiczne.

To, co najważniejsze

Na początek to, co najważniejsze dla użytkowników – pompy ciepła są w stanie dostarczyć wymagane ciepło nawet podczas bardzo zimnych dni (część 2). Jednocześnie przeprowadzone analizy pokazują, że decydującą dla średniej efektywności instalacji z pompą ciepła nie jest najwyższa, lecz średnia wymagana temperatura zasilania. Te dwa fakty pozwalają na stwierdzenie, że pompy ciepła są w stanie skutecznie dostarczyć wymagane ciepło również w budynkach starszych, pracując jednocześnie z akceptowalną efektywnością. Warto również wspomnieć o stosunkowo łatwych do zrealizowania i relatywnie tanich sposobach, które wspomagają efektywność pomp ciepła w istniejących budynkach. Może to być, na przykład, wymiana pojedynczych grzejników na tak zwane grzejniki niskotemperaturowe. Nowoczesne grzejniki są w stanie przekazać do pomieszczeń tę samą ilość ciepła, jednocześnie potrzebując znacznie niższej temperatury zasilania. Tego typu proste działania mogą być pierwszym krokiem w długoterminowym procesie termomodernizacyjnym. Każdy kolejny krok będzie polepszał nie tylko energooszczędność budynku, ale i efektywność pompy ciepła.

Wyniki badań monitoringowych (część 3 i 4) przeprowadzonych na ponad 300 instalacjach pomp ciepła w ostatnich 20 latach przez Instytut Fraunhofera ISE, wyraźnie przeczą tezie, że pompy ciepła mogą pracować jedynie w systemach grzewczych z ogrzewaniem płaszczyznowym (podłogowym, ściennym czy sufitowym). Przeczą temu nie tylko prawa fizyki, ale i tysiące instalacji pomp ciepła w sposób skuteczny i efektywny współdziałających z grzejnikami. W badaniach monitoringowych jedynie niewielka liczba badanych instalacji pomp ciepła w połączeniu z grzejnikami osiągała średnie wartości temperatury zasilania przewyższające 45°C.

Kolejnym, często powtarzanym przesądem przeciw pompom ciepła jest rzekoma konieczność częstej pracy grzałek elektrycznych i związana z tym, potencjalna „eksplozja” kosztów ogrzewania. Wyniki badań przeczą temu jednoznacznie (część 5). Zarówno teoria, jak i praktyka są ze sobą zgodne – w przypadku poprawnie zaplanowanych oraz zainstalowanych instalacji pomp ciepła, grzałki elektryczne odgrywają jedynie marginalną rolę, a ich udział w całkowitym zużyciu energii elektrycznej nie powinien przekraczać 3%; często jest to nie więcej niż 1%. Większy udział wskazuje na możliwości optymalizacji danej instalacji. Inaczej mówiąc, grzałki elektryczne w poprawnie działających instalacjach pomp ciepła nie mają znaczącego wpływu ani na efektywność tych instalacji, ani na koszty ich działania.

Ocena ekologiczna (część 7) pokazuje, że stosowanie pomp ciepła prowadzić będzie do znacznej redukcji emisji dwutlenku węgla w porównaniu z technologiami bazującymi na tak zwanych kopalnych źródłach energii, jak gaz ziemny czy węgiel. Zwiększenie udziału energii odnawialnej w krajowej produkcji energii elektrycznej będzie ten trend znacząco pogłębiać. Już teraz, w bilansie indywidualnym, pompy ciepła osiągają znacznie lepsze wyniki ekologiczne niż kotły gazowe wspierane kolektorami słonecznymi, jeśli uwzględni się produkcję prądu z własnej instalacji fotowoltaicznej. Wyniki efektywności pomp ciepła uzyskane w projektach monitoringowych pokazują, że pompy ciepła działają w sposób ekologiczny zarówno w budynkach nowobudowanych, jak i istniejących.

Bez względu na ekologiczność danej technologii, ma ona szansę na powodzenie, jeśli jest ekonomicznie korzystna dla jej użytkowników. Uwzględniając dzisiejsze ceny, ogrzewanie pompą ciepła jest bardziej ekonomiczne od ogrzewania kotłem gazowym, jeśli pompa ciepła osiąga efektywność większą niż 3,0. Jeśli uwzględniona zostanie taryfa dedykowana pompom ciepła (G12w), oszczędności wobec kotła gazowego wynoszą dla tej efektywności już ok. 100 PLN miesięcznie. Podobny lub nawet większy efekt, uzyskać można dzięki połączeniu pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną. Wzrost cen gazu ziemnego, na przykład na skutek dodatkowego podatku za emisję CO2, jedynie tę tendencję pogłębia.

Podsumowując, można jasno powiedzieć, że z punktu widzenia klientów końcowych, nie ma powodów, aby czekać na dalszy rozwój technologiczny pomp ciepła przed zdecydowaniem się na tę technologię. Na rynku dostępna jest cała paleta produktów, zaspokajająca indywidualne wymagania.

Co zrobić, aby zwiększyć udział pomp ciepła w istniejących budynkach?

„A więc jest to możliwe, na co zatem czekamy?” Z technicznego punktu widzenia nie ma wielu powodów, aby nie instalować pomp ciepła w istniejących budynkach już dzisiaj. Z pewnością znalezienie odpowiedniego rozwiązania w niektórych przypadkach będzie trudniejsze niż w innych, ale nie zmienia to faktu, że pompy ciepła pracują poprawnie zarówno w budynkach nowych, jak i istniejących. Niestety wiedza ta nie jest jeszcze szeroko rozpowszechniona wśród najważniejszych grup zawodowych, a więc architektów, doradców energetycznych, projektantów oraz instalatorów.

Ostatnie trzy miesiące, w których ukazywały się kolejne odcinki prezentowanej serii, były jednocześnie okazją do wielu rozmów z właścicielami domów chcącymi wymienić swój dotychczasowy system grzewczy. Tenor tych rozmów często się powtarzał: inwestorzy byli przekonani do technologii pomp ciepła, ale mieli duże problemy ze znalezieniem odpowiednich fachowców chcących lub umiejących zainstalować pompę ciepła w istniejącym budynku. Stan ten należy uznać za godny pożałowania. Aby go zmienić, zmiany muszą dokonać się na wielu poziomach.

Rozwój technologiczny powinien pójść w kierunku szerszej palety produktów dedykowanych istniejącym budynkom. Szczególnie konieczne są ustandaryzowane kompleksowe rozwiązania umożliwiające szybką i najlepiej możliwie niedrogą instalację. Obok takich kierunków dalszego rozwoju jak optymalizacja efektywności, obniżanie poziomu hałasu czy przejście na czynniki robocze przyjazne środowisku naturalnemu, to właśnie redukcja kosztów powinna znaleźć się wśród priorytetów rozwojowych. Koszty inwestycyjne są obecnie niestety częstym kryterium wykluczającym pompy ciepła w procesie decyzyjnym. Kolejnym ważnym aspektem jest uproszczenie procesu instalacyjnego pomp ciepła. Pomogą w tym zapewne narzędzia i metody powiązane z cyfryzacją oraz zastosowaniem sztucznej inteligencji.

Właściwie na wszystkich rynkach, a w szczególności tych z szybkim rozwojem, kluczowym aspektem nie będzie technologia sama w sobie, ale dostępność siły fachowej. Rozwiązanie tego problemu wymaga działań na wielu płaszczyznach i należy podejść do tego długoterminowo. Już teraz konieczna jest odpowiednia oferta edukacyjna oraz szkoleniowa.

Poziom instytucjonalny odpowiedzialny jest za wysyłanie odpowiednich impulsów. Nowe, ambitne cele klimatyczne nie są do spełnienia bez żelaznej konsekwencji oraz odważnych decyzji. Stosunek cen kopalnych źródeł energii do energii elektrycznej musi ulec zmianie dla promowania odpowiednich rozwiązań technologicznych. Przykładem takiego działania może być wprowadzony w Niemczech podatek od emisji dwutlenku węgla, podrażający użycie gazu ziemnego czy oleju opałowego. W przyszłości nie obejdzie się również bez ustawowych zakazów montowania czy stosowania niektórych technologii.

Celem serii „Pompy ciepła w istniejących budynkach” było odpowiedzenie na najważniejsze pytania związane z tym zastosowaniem pomp ciepła, obalenie często powtarzanych przesądów bazując na faktach i doświadczeniu zebranym przez ostatnie 20 lat pracy naukowej, a wszystko to aby dać odpowiednią podstawę do podejmowania decyzji zmierzających do neutralności klimatycznej w ogrzewaniu budynków. Jako autor mam nadzieje, że sprostałem tym ambicjom. Jednocześnie dziękuję wszystkim czytelnikom za poświęcony czas oraz wiele rozmów i pozytywnych reakcji.

Życzę wszystkim mającym wpływ na rodzaj ogrzewania budynków w przyszłości więcej odwagi na postawienie na technologię, która już gotowa jest do jej szerokiego zastosowania. Powtarzając słowa z początkowego cytatu: „Musimy działać szybko, aby sprostać tym wyzwaniom”.