Dekarbonizacja środowiska dzięki eko pompie ciepła

Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA), w 2018 r. budynki odpowiadały za 28% globalnej emisji CO2 związanej z energią. Duży ślad węglowy sprawia, że zarządzający budynkami szukają dla swoich nieruchomości jak najbardziej ekologicznych rozwiązań. Pompy ciepła w perspektywie długoterminowej przyczynią się do dekarbonizacji środowiska. Potwierdzają to również badania naukowców z Schneider Electric Science Center.

Dekarbonizacja środowiska dzięki eko pompie ciepła

Dlaczego pompa ciepła jest ekologiczna?

Pompy ciepła to diametralnie inne rozwiązanie od znanych od lat metod ogrzewania budynków. Podczas gdy systemy grzewcze oparte na paliwach kopalnych przekształcają energię chemiczną paliwa w energię termiczną, pompy ciepła w celu jej wytworzenia niczego nie spalają.

Przenoszą – pompują – energię z zimnego „źródła” (z zewnątrz) do ciepłego źródła (do wewnątrz budynku). Kluczowe jest przy tym to, że wytwarzanie ciepła jest znacznie bardziej energochłonne niż jego przenoszenie. Pompy ciepła również zużywają prąd, ale ten może pochodzić z mniej lub bardziej zielonych źródeł.

Z badań przeprowadzonych przez naukowców z Schneider Electric Science Center wynika, że decydującym czynnikiem jest to, czy pompa ciepła zostawia mniejszy ślad węglowy niż piec gazowy lub olejowy.

Analiza śladu węglowego systemów ogrzewania budynków komercyjnych

Schneider Electric opracował kalkulator ogrzewania budynków, pozwalający na analizę śladu węglowego i kosztów energii w zależności od użytego systemu ogrzewania (dostępny w jęz. angielskim pod linkiem).

Korzystając z niego, badacze wykazali, że jeśli energia elektryczna dostarczana do budynku jest wytwarzana w dużej mierze z paliw kopalnych, tym większe jest prawdopodobieństwo, że pompa ciepła pozostawi większy ślad węglowy w porównaniu do pieca na gaz ziemny. Ta zależność wzrasta jeszcze bardziej jeżeli budynek, w którym zastosowano pompy ciepła znajduje się w chłodnym klimacie.

Wydajność tego typu systemów maleje bowiem wraz ze spadkiem średniej temperatury zewnętrznej. Biorąc jednak pod uwagę, że globalny trend wytwarzania energii elektrycznej wyraźnie zmierza w kierunku niższych emisji dwutlenku węgla, w przyszłości nawet najbardziej wydajnym systemom grzewczym z piecami paliwowymi trudno będzie konkurować z pompami ciepła stosowanymi w budynkach komercyjnych.

W zrównoważonym budownictwie nie powinno się rezygnować z pomp ciepła

Z raportu badawczego – „White paper: Factoring Carbon Pricing into Business Decisions: A Building Heating Case Study” wynika, że w przykładowym budynku, w którym energia elektryczna jest wytwarzana głównie z węgla (90%), system ogrzewania piecem na gaz ziemny zostawia mniejszy ślad węglowy niż pompa ciepła zasilana wodą.

Z drugiej strony, np. w Dubaju, w którym tylko przez kilka godzin panują niskie temperatury, w budynku zasilanym energią elektryczną wytworzoną nawet w 100% z węgla, wodna pompa ciepła będzie miała mniejszy ślad, niż piec na gaz ziemny. Badacze, opracowując wspomniany raport, starali się znaleźć miasta, w których energia elektryczna w 90 lub więcej procentach pochodzi z węgla i ropy.

Analiza wykazała, że jeśli paliwo kopalne zostanie zamienione na gaz ziemny (w ponad 90%) to we wszystkich klimatach oprócz najzimniejszych, ślad węglowy wodnej pompy ciepła będzie niższy niż pieca na gaz ziemny. Dzieje się tak, ponieważ całkowita suma emisji gazu ziemnego jest niższa niż węgla i ropy.

Oznacza to, że im niższy jest ślad węglowy każdej kWh wytworzonej energii elektrycznej, tym większe jest prawdopodobieństwo, że pompa ciepła będzie bardziej zielonym rozwiązaniem niż rozwiązania wykorzystujące paliwa kopalne. Uwzględniając wydobycie, przetwarzanie, transport, wytwarzanie energii elektrycznej i przesyłanie energii elektrycznej dla tych trzech paliw badacze szacują następujące wskaźniki emisji:

  • Węgiel 1060 kg CO2e / MWh.
  • Olej 860 kg CO2e / MWh.
  • Gaz ziemny 620 kg CO2e / MWh.

Patrząc w przyszłość, pompy ciepła mogą być użyte do równoważenia podaży i popytu na energię odnawialną. Im lepiej będzie izolowany budynek, tym dłużej będzie mógł zatrzymać energię cieplną przekazywaną przez pompy. Gdy wystąpi nadmiar energii odnawialnej, pompy ciepła będą mogły pracować w celu ogrzania budynku przy niższej cenie prądu. A gdy podaż energii odnawialnej będzie niska przez dłuższy czas, pompy będą mogły pozostać wyłączone.

Źródło i zdjęcia: Schneider Electric 

Komentarze

FILMY OSTATNIO DODANE