30 listopada 2022 r. opublikowano specjalny raport Międzynarodowej Agencji Energetycznej MAE (IEA) „The Future of Heat Pumps” dotyczący przyszłości pomp ciepła.
Według raportu, w obliczu kryzysu energetycznego sprzedaż pomp ciepła ma osiągnąć nowy rekord, przyczyniając się do zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego, istotnych oszczędności energii i redukcji emisji CO2. Niektóre kraje, w tym Polska, Holandia, Włochy i Austria, już obserwują podwojenie sprzedaży w I połowie 2022 r. w porównaniu z tym samym okresem ub.r.
Konieczne są jednak pilne działania polityczne w celu usunięcia wąskich gardeł, takich jak m. in. wysokie koszty inwestycyjne i szkolenia branży.
Rekordowy poziom sprzedaży pomp ciepła i oszczędności gazu
‒ W najbliższych latach sprzedaż pomp ciepła na całym świecie osiągnie rekordowy poziom, ponieważ globalny kryzys energetyczny przyspiesza ich upowszechnienie ‒ stwierdza Międzynarodowa Agencja Energii MAE (IEA) w opublikowanym 30 listopada 2022 r. specjalnym raporcie o przyszłości pomp ciepła „The Future of Heat Pumps”. Raport powstał w ramach publikacji WEO 2022 i stanowi on pierwsze kompleksowe i globalne spojrzenie na ten temat.
Jak wskazuje MAE, ogrzewanie większości budynków na świecie, takich jak domy, biura, szkoły i fabryki, nadal opiera się na paliwach kopalnych, zwłaszcza na gazie ziemnym. Obszar do wprowadzania zmian przy wykorzystaniu technologii pomp ciepła jest więc ogromny. Pompy ciepła są niezwykle efektywnym i przyjaznym dla klimatu rozwiązaniem, które pomaga konsumentom zaoszczędzić pieniądze i umożliwia krajom zmniejszenie zależności od importowanych paliw kopalnych. Dlatego też rynek pomp ciepła w ostatnich latach silnie się rozwija, również dzięki spadającym kosztom inwestycji i silnym zachętom do stosowania technologii. Globalna sprzedaż pomp ciepła wzrosła o prawie 15% w 2021 r. i jest to dwukrotnie więcej niż średnia z ostatniej dekady. Z kolei w krajach Unii Europejskiej sprzedaż pomp ciepła wzrosła średnio w 2021 r. o około 35% i w związku z kryzysem energetycznym będzie dalej przyspieszać.
Dane wskazują, że w 2022 r. sprzedaż pomp ciepła osiągnie rekordowy poziom, zwłaszcza w Europie, gdzie niektóre kraje, w tym Polska, Holandia, Włochy i Austria, już obserwują podwojenie sprzedaży w I połowie 2022 r. w porównaniu z tym samym okresem ub. r.
■ Nowe budynki ■ Istniejące budynki
Rys. 1. Prognozowana liczba rocznych instalacji pomp ciepła w mln sztuk w 2025 i 2030 r. w porównaniu do instalacji w 2021 r. (źródło: IEA (MAE) Licencja: CC BY 4.0)
Do 2030 r. roczna sprzedaż pomp ciepła w krajach Unii Europejskiej może wzrosnąć nawet do 7 mln urządzeń (wobec nieznacznie ponad 2 mln w 2021 r.), jeśli rządom uda się osiągnąć cele związane z redukcją emisji i bezpieczeństwem energetycznym. A jest o co zawalczyć, ponieważ samo ogrzewanie budynków odpowiada dziś za jedną trzecią zapotrzebowania na gaz w UE. Upowszechnienie technologii pomp ciepła, zgodnie z założeniami KE, mogłoby do 2025 r. zmniejszyć zapotrzebowanie na gaz do celów grzewczych o prawie 7 mld m3 ‒ to mniej więcej tyle, ile wynosi ilość gazu ziemnego dostarczonego przez gazociąg transadriatycki w 2021 r. Ta roczna oszczędność gazu wzrosłaby do co najmniej 21 mld m3 do 2030 r., jeśli cele klimatyczne UE zostaną osiągnięte.
Niezbędne systemowe wsparcie oraz zachęty finansowe
‒ Pompy ciepła są niezbędnym elementem każdego planu redukcji emisji i zużycia gazu ziemnego, a także pilnym priorytetem w Unii Europejskiej w dzisiejszych czasach ‒ podkreślił Fatih Birol, Dyrektor Wykonawczy IEA. ‒ Technologia ta jest sprawdzona i przetestowana, nawet w najzimniejszym klimacie. Decydenci powinni wspierać tę technologię, która obecnie przeżywa bezprecedensowy rozkwit. Pompy ciepła będą miały kluczowe znaczenie dla wysiłków zmierzających do zapewnienia wszystkim możliwości ogrzewania domów tej i następnej zimy, ochrony wrażliwych gospodarstw domowych i przedsiębiorstw przed wysokimi cenami oraz realizacji celów klimatycznych.
Pompy ciepła zazwyczaj kosztują mniej w cyklu swojego życia niż kotły na paliwa kopalne, dzięki wyższej efektywności. Przy dzisiejszych cenach energii, roczne oszczędności na zaopatrzeniu w ciepło gospodarstw domowych, które przejdą z ogrzewania kotłem na ogrzewanie pompą ciepła, mogą wynosić od 300 USD w Stanach Zjednoczonych do 900 Euro w Europie.
Konieczne jest jednak wsparcie ze strony polityki rządowej, aby pomóc konsumentom w pokonaniu wyższych kosztów początkowych inwestycji w pompę ciepła w porównaniu z rozwiązaniami alternatywnymi. Koszty zakupu i instalacji pompy ciepła mogą być dwu-, a nawet czterokrotnie wyższe niż koszty kotła gazowego. Warto zauważyć, że zachęty finansowe dla pomp ciepła są już dostępne w ponad 30 krajach na świecie, które łącznie pokrywają ponad 70% zapotrzebowania na ogrzewanie w skali światowej. Wiele z tych krajów zapewnia również dodatkowe wsparcie dla gospodarstw domowych o niskich dochodach, w których oszczędności energii wynikające z zastosowania pompy ciepła mogą być znaczące, wynosząc od 2 do 6% dochodu gospodarstwa domowego.
Znacząca redukcja emisji CO2
W scenariuszu, w którym wszystkie rządy w pełni realizują swoje zobowiązania energetyczne i klimatyczne, pompy ciepła stają się głównym sposobem dekarbonizacji ogrzewania pomieszczeń i wody na całym świecie. IEA szacuje, że pompy ciepła mają potencjał zmniejszenia globalnej emisji dwutlenku węgla (CO2) o co najmniej 500 mln ton w 2030 r., co równa się aktualnej rocznej emisji CO2 ze wszystkich samochodów w Europie. Już obecnie emisja CO2 z jednostki ciepła (1 kWh) z elektrycznych pomp ciepła jest już ponad 3-krotnie niższa niż z emisja z 1 kWh ciepła z kotła kondensacyjnego kotła gazowego, a w ciągu najbliższych 8-10 lat stanie 10 krotnie niższa.
Wiodący producenci dostrzegają obiecujące sygnały, że dzisiejszy rozmach i wsparcie polityczne mogą wprowadzić branżę pomp ciepła na ścieżkę, która potroi sprzedaż tych urządzeń do 2030 r. i w związku z tym ogłosili plany zainwestowania ponad 4 mld dolarów w rozszerzenie produkcji pomp ciepła i związane z tym działania, głównie w Europie.
Pompy ciepła również w sektorze przemysłowym
Spore możliwości istnieją również dla upowszechnienia technologii pomp ciepła w zakresie dostarczania ciepła niskotemperaturowego ‒ w sektorach przemysłowych, zwłaszcza w przemyśle papierniczym, spożywczym i chemicznym. W samej Europie można by zainstalować pompy ciepła o łącznej mocy aż 15 GW, w trzech tysiącach zakładów we wspomnianych trzech sektorach, które mocno odczuły ostatnie podwyżki cen gazu ziemnego.
Jak pokonać bariery szybkiego rozwoju rynku?
Szybki rozwój rynku pomp ciepła wiąże się z pewnymi wyzwaniami, ale w raporcie przedstawiono rozwiązania pozwalające na pokonanie tych barier.
Przede wszystkim wiadomo, że pompy ciepła nieuchronnie zwiększą zapotrzebowanie na energię elektryczną, jednak z drugiej strony ‒ zwiększanie efektywności energetycznej budynków może znacznie ograniczyć to zapotrzebowanie (a tym samym ograniczyć negatywny wpływ upowszechnienia technologii pomp ciepła na sieć elektroenergetyczną), zapewniając lepsze planowanie rozwoju sieci energetycznej.
Kolejnym wyzwaniem jest zapewnienie odpowiednich zasobów fachowych pracowników. Globalne dostawy i instalacja pomp ciepła mogą wymagać ponad 1,3 mln pracowników do 2030 r., czyli prawie trzykrotnie więcej niż obecnie, co stwarza możliwość niedoboru wykwalifikowanej siły roboczej, zwłaszcza instalatorów. Stworzenie specjalnych programów szkoleniowych oraz włączenie pomp ciepła do certyfikatów dla instalatorów urządzeń i inżynierów elektryków mogłoby znacznie ograniczyć to ryzyko.
Analizując bariery, warto też zauważyć, że dodatkowe, globalne, początkowe inwestycje w pompy ciepła, wymagane do realizacji ogłoszonych zobowiązań klimatycznych, sięgają 160 mld USD rocznie do 2030 r. Koszty te są jednak przeważone przez ogólnogospodarcze oszczędności na paliwie, zwłaszcza jeśli ceny energii pozostaną na poziomie zbliżonym do obecnego.
‒ Wszystkie elementy są na miejscu, aby rynek pomp ciepła zaczął się rozwijać, przypominając trajektorię, którą widzieliśmy w innych kluczowych technologiach klimatycznych, takich jak fotowoltaika i pojazdy elektryczne ‒ zaznaczył dr Birol. I dodał: Pompy ciepła odpowiadają na wiele najpilniejszych obaw decydentów dotyczących przystępności cen energii, bezpieczeństwa dostaw i kryzysu klimatycznego. Środki polityczne istnieją już dziś, ale należy je pilnie wzmocnić, aby pompy ciepła mogły spełnić swój znaczący potencjał gospodarczy i środowiskowy.
***
Kamienie milowe neutralności klimatycznej MAE
W 2021 r. Międzynarodowa Agencja Energii (IEA) opublikowała tzw. mapę drogową dojścia do neutralności klimatycznej „Net Zero by 2025” (wydaną również w j. polskim w lutym 2022 r. dzięki staraniom Ministerstwa Klimatu i Środowiska). Wskazuje tam na kluczową rolę pomp ciepła w transformacji energetycznej budynków oraz definiuje kamienie milowe, m. in. zaprzestanie sprzedaży nowych kotłów spalających paliwa kopalne do 2025 r. oraz zrealizowanie 50% zapotrzebowania na ogrzewanie za pomocą elektrycznych pomp ciepła w 2045 r., zakładając, że w krajach rozwiniętych udział pomp ciepła w ogrzewaniu budynków w 2050 r. będzie stanowił ok. 65%. Według tego założenia łączna liczba zainstalowanych pomp ciepła zwiększy się ponad czterokrotnie, z 180 mln szt. w 2020 r. do 600 mln szt. w 2030 r. , oraz 10-krotnie – do 1,8 mld szt. – w latach 2020-2050 r.
Źródło informacji: IEA (2022), „Przyszłość pomp ciepła”, IEA, Paryż https://www.iea.org/reports/the-future-of-heat-pumps, Licencja: CC BY 4.0
110 stronnicowy raport IEA dostępny jest pod poniższym linkiem: https://www.iea.org/news/the-global-energy-crisis-is-driving-a-surge-in-heat-pumps-bringing-energy-security-and-climate-benefits
Źródło: PORT PC
