Dekarbonizace tepelného sektoru: tepelná čerpadla jako důležitý prvek změn ve vytápění

V květnu 2021 německá vláda v rámci novely zákona o ochraně klimatu dále zpřísnila cíle snížení emisí CO₂ pro rok 2030 pro všechna odvětví. Celkově se mají emise CO₂ do roku 2030 snížit o 65 % ve srovnání s úrovní v roce 1990. Do roku 2045 má Německo dosáhnout klimatické neutrality. Pro sektor stavebnictví jde o nový cíl snížit emise do roku 2030 o plných 44 % ve srovnání s emisemi v roce 2020, což odpovídá snížení přibližně o 53 milionů metrických tun CO₂. Na pozadí těchto ještě ambicióznějších cílů v oblasti ochrany klimatu je třeba v odvětví vytápění uplatnit všechny dostupné možnosti snižování emisí. Jedná se v podstatě o čtyři pilíře:

• urychlení modernizací otopných soustav
• integrace obnovitelných zdrojů energií
• opuštění fosilních zdrojů energie
• zvýšení míry modernizací plášťů budov

Rozšíření aplikací tepelných čerpadel je klíčovým pilířem změn v oblasti tepelných zdrojů v budovách. Německá vládní koalice plánuje do roku 2030 rozšířit počty provozovaných tepelných čerpadel na 6 milionů. V současné době je v Německu instalováno přibližně 1,1 milionu tepelných čerpadel. Na červnovém summitu o tepelných čerpadlech dal německý průmysl tepelné techniky jasně najevo, že podporuje německou vládu v umožnění a urychlení náběhu tepelných čerpadel na trh. Na straně výroby energie jsou cíle stejně ambiciózní. Podle Federálního sdružení energetického a vodohospodářského průmyslu (BDEW) pokrývaly obnovitelné energie v první polovině roku 2022 přibližně 49 % hrubé domácí spotřeby elektřiny. Aby bylo možné dosáhnout cílů ochrany klimatu a stát se nezávislými na dovozu fosilní energie, podíl obnovitelných energií na hrubé spotřebě elektřiny se má do roku 2030 zvýšit minimálně na 80 %. Německá vláda v současné době udává směr urychlení rozvoje větrné a solární energie a větší energetické účinnosti.

Tepelná čerpadla proto hrají důležitou roli v ochraně klimatu ve stavebnictví, protože k výrobě tepla využívají obnovitelné energie. Tepelná čerpadla vzduch-voda a tepelná čerpadla brine-voda (brine = směs vody a nemrznoucí tekutiny) odebírají teplo z prostředí, ať už ze vzduchu, podzemní vody nebo země, prostřednictvím chladicího okruhu a tepelný výměník pak předává tepelnou energii do budovy. Podobně tak působí i tepelná čerpadla vzduch-vzduch, která využívají ventilátory k nasávání vzduchu z okolního prostředí a odebírají mu teplo.

Přečtěte si také Tepelné čerpadlo 7 kW jako doplněk k plynovému kotli v domě s tepelnou ztrátou 14 kW Přečíst článek

V novostavbách je tepelné čerpadlo již léta lídrem trhu. Výrobci nyní nabízejí technická řešení i pro stávající budovy. Takzvaná vysokoteplotní tepelná čerpadla zvyšují teplotu vody na svém výstupu na úroveň, která je dostatečná pro celoroční zajištění tepla ve stávajících budovách s otopnými soustavami s klasickými radiátory nebo i konvektory. Protože pracují s výstupní teplotou až 70 °C. Některé státy dotují instalace tepelných čerpadel pro staré i nové budovy. V Německu ve výši 35 % uznatelných nákladů. Jsou možné i 45% dotace – pokud je starý olejový topný systém nahrazen tepelným čerpadlem. V České republice působí podpůrné programy Kotlíkové dotace pro finančně slabší domácnosti a náhrady starých již nevyhovujících kotlů třídy 1, 2 na pevná paliva, a dále Nová zelená úsporám, kde jsou možnosti k získání dotace mnohem širší.

Navzdory rostoucímu významu technologie tepelných čerpadel do budoucna, je pro úspěch energetických změn zásadní spoléhat se na široké technické portfolio s ohledem na heterogenní stavební fond. Jedná se zejména i o využití hybridních řešení, která kombinují nové tepelné čerpadlo s dalším zdrojem tepla, na systémy připravené na nástup vodíku, ale také na větrání obytných prostor s rekuperací tepla, vytápění dřevem a tepelnou a elektrickou energii vyrobenou přeměnou slunečního záření.