Міжнародне енергетичне агентство: тепловий насос може задовольнити 90% світового попиту на опалення, а його викиди вуглецю нижчі, ніж у газових печей (частина 2)

Сезонна продуктивність теплового насоса постійно покращувалася

Для більшості систем опалення приміщень типовий сезонний коефіцієнт продуктивності теплового насоса (середньорічний індекс енергетичної ефективності, COP) стабільно зростає майже до 4 з 2010 року.

Коефіцієнт теплового насоса зазвичай досягає 4,5 або вище, особливо у відносно м’якому кліматі, наприклад у Середземноморському регіоні та центральному та південному Китаї. Навпаки, в екстремально холодному кліматі, наприклад на півночі Канади, низька зовнішня температура знизить енергетичну ефективність доступних на даний момент технологій в середньому до 3-3,5 взимку.

За останні десятиліття перехід від неінверторної до інверторної технології підвищив ефективність. Сьогодні технологія перетворення частоти дозволяє уникнути більшої частини втрат енергії, спричинених зупинкою та запуском технології без перетворення частоти, і зменшує підвищення температури компресора.

Регламенти, стандарти та етикетки, а також технологічний прогрес сприяли глобальним покращенням. Наприклад, після того, як мінімальний стандарт енергоефективності був двічі підвищений, середній сезонний коефіцієнт продуктивності теплових насосів, що продаються в Сполучених Штатах, зріс на 13% і 8% відповідно в 2006 і 2015 роках.

На додаток до подальших удосконалень парокомпресійного циклу (наприклад, за допомогою компонентів наступного покоління), якщо ви хочете збільшити сезонний коефіцієнт продуктивності теплового насоса до 4,5-5,5 до 2030 року, вам знадобляться системно-орієнтовані рішення (для оптимізації енергії використання всієї будівлі) і використання холодоагентів з дуже низьким або нульовим потенціалом глобального потепління.

У порівнянні з газовими конденсаційними котлами, теплові насоси можуть задовольнити 90% глобального попиту на опалення та мають нижчий вуглецевий слід.

Хоча електричні теплові насоси все ще забезпечують не більше 5% глобального опалення будівель, вони можуть забезпечити більше 90% глобального опалення будівель у довгостроковій перспективі та мають менші викиди вуглекислого газу. Навіть враховуючи інтенсивність викидів вуглецю в електроенергії, теплові насоси викидають менше вуглекислого газу, ніж технологія конденсаційних газових котлів (зазвичай вони працюють із ефективністю 92-95%).

З 2010 року завдяки безперервному вдосконаленню енергетичних характеристик теплового насоса та виробництву чистої електроенергії потенційне охоплення теплового насоса було значно покращено на 50%!

З 2015 року політика прискорила застосування теплового насоса

У Китаї субсидії в рамках плану дій із контролю над забрудненням повітря допомагають зменшити вартість раннього встановлення та обладнання. У лютому 2017 року Міністерство охорони навколишнього середовища Китаю запустило субсидії для повітряних теплових насосів у різних провінціях Китаю (наприклад, 24000-29000 юанів на домогосподарство в Пекіні, Тяньцзіні та Шаньсі). Японія має подібний план через свій план енергозбереження.

Інші плани стосуються саме наземних теплових насосів. У Пекіні та в усіх Сполучених Штатах 30% початкових інвестиційних витрат несе держава. Щоб допомогти досягти мети розгортання 700 мільйонів метрів наземного теплового насоса, Китай запропонував додаткові субсидії (від 35 юанів/м до 70 юанів/м) для інших родовищ, таких як Цзілінь, Чунцін і Нанкін.

Сполучені Штати вимагають, щоб продукти вказували на сезонний коефіцієнт ефективності опалення та мінімальний стандарт енергоефективності теплового насоса. Ця система стимулювання на основі ефективності може опосередковано покращити майбутню ефективність, заохочуючи поєднання теплового насоса та фотоелектричної системи в режимі самостійного використання. Таким чином, тепловий насос безпосередньо споживатиме зелену енергію, вироблену на місці, і зменшуватиме чисте енергоспоживання загальної мережі.

На додаток до обов’язкових стандартів, європейська етикетка продуктивності обігріву приміщень використовує ту саму шкалу теплового насоса (принаймні класу A +) і котла на викопному паливі (до класу A), так що їх продуктивність можна безпосередньо порівняти.

Крім того, у Китаї та ЄС енергія, що використовується тепловими насосами, класифікується як відновлювана теплова енергія, щоб отримати інші стимули, наприклад податкові знижки.

Канада розглядає обов’язкову вимогу щодо коефіцієнта ефективності більше 1 (еквівалент 100% ефективності обладнання) для енергетичної ефективності всіх технологій опалення в 2030 році, що фактично заборонить усі традиційні котли, що працюють на вугіллі, мазуті та газі. .

Зменшити перешкоди для впровадження на великих ринках, особливо на ринках реконструкції

До 2030 року частка житлового тепла, що постачається глобальними тепловими насосами, повинна бути збільшена втричі. Таким чином, політика повинна усунути бар’єри відбору, включаючи високі ціни на ранню закупівлю, експлуатаційні витрати та проблеми спадщини існуючих будівельних фондів.

На багатьох ринках потенційна економія вартості встановлення теплових насосів порівняно з енерговитратами (наприклад, при переході з газових котлів на електричні насоси) зазвичай означає, що теплові насоси можуть бути лише трохи дешевшими через 10-12 років, навіть якщо вони мають вищу енергетичну ефективність.

З 2015 року субсидії довели ефективність у компенсації початкових витрат на теплові насоси, ініціюючи розвиток ринку та прискорюючи їх застосування в нових будівлях. Скасування цієї фінансової підтримки може значно перешкодити популяризації теплових насосів, особливо грунтових.

Реконструкція та заміна опалювального обладнання також може бути частиною політики, оскільки лише прискореного впровадження в нових будинках буде недостатньо, щоб потроїти продажі житла до 2030 року. Розгортання пакетів реконструкції, що включає модернізацію компонентів корпусу будівлі та обладнання, також зменшить вартість установки теплового насоса, яка може становити близько 30% від загальної інвестиційної вартості повітряного теплового насоса і займати 65-85% від загальної інвестиційної вартості джерельного насоса.

Розгортання теплового насоса також має передбачити модифікації системи живлення, необхідні для відповідності SDS. Наприклад, можливість підключення до локальних сонячних фотоелектричних панелей і участь у ринках реагування на попит зробить теплові насоси більш привабливими.