Elektrifikace výroby tepla šetří gigawatthodiny energie. ČR má ale na prvním místě přechod na plyn
Vyplatí se přecházet na zemní plyn, když v roce 2040 neobstojí kvůli emisím? Výroba tepla z elektřiny šetří energii, emise i peníze. A také využívá lokálně dostupné zdroje a snižuje závislost na dovozu paliv.
Čtvrtý ročník konference Průmyslová tepelná čerpadla pořádala společnost Exergie ČR 27. a 28. listopadu v pražském O2 Universu.
Podtitul ročníku 2024 zněl „elektrifikace začíná zde“. Vyplatí se tedy investovat do elektrifikace výroby tepla? Na akci zazněla řada důvodů, proč je to dobrý nápad.
Stabilní podpora a nižší závislost na cenách paliv
Podstatné důvody pro používání tepelných čerpadel jsou politické. První je, že podpora různých zdrojů se může změnit ze dne na den, jak můžeme vidět například na přístupu USA po druhém zvolení D. Trumpa prezidentem. Tepelné čerpadlo ale jednak využívá místní elektřinu a teplo, ať už odpadní nebo z prostředí. A jednak využívá obtížně dostupnou energii, která je jak lokální, tak zdarma. Tyto faktory snižují závislost provozu tepelného čerpadla na cenách paliv.
A druhý politický důvod je evropský – tepelné čerpadlo je preferovaný zdroj z hlediska životního prostředí. Na rozdíl od jiných zdrojů je tak bez rizika, že ho bude potřeba za pár let vyměnit. Což se při plánování dlouhodobých investic za desítky milionů docela hodí. Ve Švédsku například dostala velká tepelná čerpadla podporu v 70. letech a tehdejší zařízení dodnes úspěšně běží.
Úspora primární energie je u tepelných čerpadel obrovská, ale cena taky. Ideální provoz tepelného čerpadla je v létě, kdy ale lidé netopí, jen se ohřívá teplá voda. V zimě má potom tepelné čerpadlo nejen nižší topný faktor, ale i dražší elektřinu. Jedná se tedy o drahé zařízení, které běží jen část roku, což prodlužuje návratnost.
Tepelné čerpadlo se tak většině teplárenských provozů vyplatí jen s dotací. Na druhou stranu, jak zaznělo na konferenci, teplárny si tyto dotace „předplatily“ v emisních povolenkách.
Elektrifikace průmyslové výroby tepla
Konference přinesla řadu poznatků, jak s pomocí tepelného čerpadla získat teplo vyšší než 200 °C. Podrobně o nich referuje kolega ve svém textu o využití tepelných čerpadel pro vysoké teploty.
Ideální jsou přitom tepelná čerpadla v provozech, které potřebují teplo i chlad zároveň. Sem patří zejména potravinářské provozy, mlékárny, pivovary, ale i textilní průmysl, zpracování plastů a další.
V těchto podnicích se přitom dnes simultánně spotřebovává energie na chlazení i vytápění a přebytečné teplo se vypouští do okolí. Potenciál úspor je tedy obrovský.
Od roku 2040 by neměly teplárny spalovat zemní plyn. Vyplatí se plynofikace teplárenství?
České teplárenství bude v nejbližších letech přecházet z uhlí na zemní plyn a z něj by v roce 2040 mělo přejít kompletně na bezemisní zdroje. Není tedy plynový mezikrok zbytečný? Nebylo by lepší peníze na transformaci rovnou směrovat do obnovitelných zdrojů, tepelných čerpadel a odpadů? Protože na ně máme přejít už za 15 let.
Dle zástupců tepláren plynofikace neznamená jen výměnu kotle uhelného za kotel plynový. Jedná se o obrovskou generační proměnu. Jejím bezprostředním výsledkem je snížení emisí řady znečišťujících látek. A je to zároveň další nutný krok v přechodu na flexibilní teplárenství s širším spektrem zdrojů.
Druhý argument je, že pokud by se mělo uhlí v nejbližších letech rovnou nahradit pouze obnovitelnými zdroji, elektřinou a odpady, bylo by to extrémně drahé.
A třetí uvedený důvod je, že zemní plyn má nízkoemisní nebo obnovitelné alternativy jako vodík nebo biometan, které by měly být v budoucnu dostupné. A ať už se bude v budoucnu využívat libovolný plyn, vždy by to mělo být převážně v kogeneraci, v kombinaci s akumulací a ideálně i tepelným čerpadlem. Tedy s vysokou účinností a v době, kdy je to po všech stránkách výhodné.
Velká tepelná čerpadla vzduch-voda nebo nižší topný faktor? Žádný problém
U tepelných čerpadel bývá jako jedna z překážek často uváděn nízký topný faktor COP. Při nižších cenách paliv je s nízkým COP méně výhodné instalovat tepelné čerpadlo. Na konferenci však opakovaně zaznělo, že tepelné čerpadlo umožňuje zejména využívání odpadního tepla z různých průmyslových nebo komunálních procesů. Do ovzduší nebo vody se dnes běžně vyhazují terajouly tepla, které by tepelné čerpadlo mohlo levně zužitkovat. Jednotlivé provozy by pak díky tomu mohly nakupovat méně paliv a využívat tepelné čerpadlo s mnohem vyšším COP.
Co když ale žádné odpadní teplo nemáme? V tom případě je k dispozici i technologie velkých tepelných čerpadel vzduch-voda, které může dodávat teplo do průmyslu i do sítí CZT. Jsou využitelná jak pro průmyslové aplikace, tak pro systémy centrálního zásobování teplem. Jaké výkonnostní varianty jsou k dispozici? Podívejte se na videoreportáž z konference.