NOVÁ SMERNICA EÚ O OBNOVITEĽNEJ ENERGII 2023/2413

Dekarbonizácia priemyslu pomocou TČ: hľadaná alebo prehliadaná príležitosť?

Nový cieľ Smernice: 42,5 (45) % konečnej energie z obnoviteľných zdrojov do roku 2030

Doc. Ing. Peter Tomlein, PhD., SZCHKT Šamorín

V odseku 43 Smernice

Technológia tepelného čerpadla sa považuje za kľúčovú na výrobu tepla a chladu s využitím obnoviteľných zdrojov z okolia, a to aj z čistiarní odpadových vôd a geotermálnej energie. Rýchle zavádzanie TČ, pri ktorom sa mobilizujú nedostatočne využívané OZE, ako je energia z okolia alebo geotermálna energia, ako aj odpadové teplo z priemyselných a terciárnych sektorov vrátane dátových centier, umožňuje nahradiť kotly na zemný plyn a iné fosílne palivá riešením vykurovania z OE a súčasne zvýšiť energetickú efektívnosť. Tým sa urýchli zníženie využívania plynu na dodávky tepla v budovách, ako aj v priemysle. 

S cieľom urýchliť inštaláciu a používanie aj veľkých tepelných čerpadiel

Smernica žiada zaviesť cielené kratšie postupy udeľovania povolení pre takéto zariadenia vrátane zjednodušeného postupu pripojenia menších tepelných čerpadiel do elektrizačnej sústavy, keď neexistujú bezpečnostné obavy, nevyžadujú sa ďalšie práce v súvislosti s pripojeniami do sústavy, a takýto postup nevyžaduje vnútroštátne právo. 

Vďaka rýchlejšej a jednoduchšej inštalácii tepelných čerpadiel má zvýšené využívanie energie z obnoviteľných zdrojov v odvetví vykurovania, ktoré predstavuje takmer polovicu spotreby energie v Únii, prispieť k bezpečnosti dodávok a pomôcť riešiť zložitejšiu situáciu na trhu. V tomto článku v rámci zámerov Smernice o OE sú uvedené vybrané riešenia zamerané na veľké tepelné čerpadlá pre vyššie teploty.

Veľké tepelnéčerpadlo je spiacim obrom v porovnaní s kotlami na fosílne palivá

Medzi technológiami udržateľneho vykurovania 

Dynamika rozvoja elektrifikácie vedie k využívaniu tepelných čerpadiel

• Elektrifikácia prináša efektívnosť

• Inteligencia ovládania je spojená s elektrifikáciou

• Hľadá sa najúčinnejšia kombinácia politík pri riadení trhu

Súčastný energetický systém na báze fosílnych palív, atómovej energie, biomasy, ... marí veľa energie. Dostupné teplo z okolia i teplo odpadné, ktoré je možné získať prostredníctvom tepelných čerpadiel, ďaleko prevyšuje súčasné požiadavky na teplo. 

Celkový potenciálny tepelný výkon, ktorý by mohli tepelné čerpadlá využiť zo zdrojov bez CO2, a to bez využitia tepla z okolitého vzduchu, je podľa IEA 2021 vyšší ako ročná potenciálna potreba tepla pre všetky teploty do 200 °C. Veľké tepelné čerpadlá by umožnili tieto obrovské zdroje tepla využiť v podstate okamžite a tak vo veľkom štýle úplne dekarbonizovať všetky diaľkové vykurovania a priemysel. Pozor! To je len ideálna a dosť jednostranná a nie všade realizovateľná predstava.

Celkový potenciál nízkoteplotných zdrojov tepla na Slovensku

Aj ked potenciál nízkopotenciálneho tepla zo vzduchu, vody, zeme, z procesného, odpadného tepla pre tepelné čerpadlá je vyšší, ako Slovensko by vedelo využiť, tepelné čerpadlá sú len jedným z dostupných zdrojov tepla. Pamätať treba na teplo zo spaľovania odpadov, teplo z výroby elektriny, geotermálne zdroje tepla o vyšších teplotách, na ktoré je Slovensko bohaté.Pre TČ je dôležité, že cesta výroby elektriny k nulovým emisiám CO2 podľa obrázku je na Slovensku rýchlejšia (zelená čiara) ako v EÚ 27, USA, UK, ... 

Meniť štruktúru výroby tepla v CZT a v priemysle je dlhodobý proces

Slovensko prešlo z pevných fosílnych palív na plynné palivá a na biomasu. Lokálne využíva možnosti geotermálneho tepla, odpadného tepla z elektrární, či zo spaľovania odpadov alebo využíva teplo procesné a tiež teplo z okolia tepelnými čerpadlami s možným skladovaním. Využitie veľkých TČ si vyžaduje podrobné ekonomické analýzy a plánovanie.

Dobrou kombináciou môže byť kogenerácia s tepelným čerpadlami, ktorých veľkosť výkonu pri využití tepla z riek, morí, ... už prekračuje 50 MW na jedno tepelné čerpadlo.

Dôležité pre CZT je doriešiť tepelnú ochranu budov, znížiť teplotu vratnej vody od odberateľov a zvýšiť tak rentabilitu projektov s využitím nízkopotencionálnych zdrojov tepla.

Očakáva sa podľa IEA 2021, že celosvetový podiel elektriny vzrastie o viac ako > 50 % do roku 2050

Dodávatelia veľkých tepelných čerpadiel sú koncentrovaní v Nemecku a Japonsku

Na Slovensku väčšie tepelné čerpadlá vyrába firma Wamak a ABC FM

Na Slovensku sú inštalované chladiace systémy s výkonmi niekoľko 10 MW výkonu na chladenie technológií a priestorov v automobilovom, potravinárskom, ... priemysle, ktoré však nie sú využívané aj na vykurovanie. Problém je nájsť pre teplo ekonomické využitie a tak je jednoduchšie odvetrať teplo v desiatkach MW (1 MW chladu =~ 1,2 MW tepla) do ovzdušia. 

Na druhej strane, akonáhle je možnosť využiť obe strany chladiaceho okruhu tzn. na chladenie i vykurovanie, tak sa to na Slovensku uskutočňuje v bytových domoch, na zimných štadiónoch, obchodných centrách, hoteloch, v administratívnych budovách, v potravinárskom priemysle, v aquaparkoch, a pod. 

Viac informácií nájdete v časopise Správy 6/2024