A hőszivattyúk és napelemes rendszerek két olasz szakértője nemrégiben a méretgazdaságosságról, az európai piacról és a fűtési technológia érettségéről beszélt a pv magazine számára. Az Eurac kutató azt találták, hogy a jelenleg elérhető hőszivattyúk -20 Celsius fokig képesek működni hatékonyan képesek forró vizet előállítani akár 65 Celsius fokig.
Kép: Global Energy Systems, Pixabay
Egyes hőszivattyúgyártók most elmozdulnak a napelem által működtetett hőszivattyú megoldások irányába a piacon, de a tetőn elhelyezett napelemeket és a hőszivattyús rendszereket jellemzően még külön-külön értékesítik. Ezeket külön szakaszokban is telepítik vagy egyszeri beavatkozás keretében, de kifejezett energiakezelő rendszer nélkül, amely maximalizálná a saját termelést a napelem termeléses hőenergia előállítás során.
„Bár az ilyen telepítések egyre inkább szabványossá válnak a lakóépületek és az egyéb épületeknél, újonnan épített konstrukcióknál, azért folyamatosan piaci részesedést nyernek az utólag felszerelt telepítések, ezeket részben az energiahatékonyságra vonatkozó előírások, részben az önkéntes tanúsítási sémák vonják maguk után” – nyilatkozta Roberto Fedrizzi, az olasz kutatóintézet, az Eurac fenntartható fűtési és hűtési rendszereket kutató csoportjának koordinátora a pv magazine-nak.
Roberto Fedrizzi
Kép: Eurac
Bár a hőszivattyúk most már kiforrott technológiák a piacon, jellegükből adódóan még mindig sokkal drágábbak, mint a hagyományos gáztüzelésű erőművek, amelyek a piaci viszonyítási alapot képviselik. Ennek eredményeként a gyártási volumenek nem vethetők össze.
„Az elektromos áram ára a legtöbb uniós tagállamban jelentősen – kétszer-négyszer – magasabbak, mint a gázárak” – magyarázta Fedrizzi. „Emiatt van szükség az energiahatékonysági előírásokra és az ösztönző mechanizmusokra, amelyek próbálják kiegyenlíteni a játékmezőt a különböző szintű ipari kiforrottságot elért technológiák számára, így teszik lehetővé és gyorsítják fel a fosszilis tüzelőanyagokra épülő megoldásokról való átállást.”
Méretgazdaságosság
Fedrizzi jelezte, hogy az emelkedő értékesítési adatok alacsonyabb gyártási költségekhez vezetnek, ahogy elérik a méretgazdaságosságot a részegységek és a rendszer szintjén.
„A hőszivattyús rendszerek már most is bankképes megoldásnak számítanak ösztönzők nélkül is számos alkalmazásnál. Az újonnan épült egyéb épületeknél, ilyenek például az irodák, szállodák és szupermarketek, ahol a hőtermelés mellett hűtőkre is szükség van a légkondicionáláshoz és a mélyhűtéshez, ezek helyett megfordítható hőszivattyús rendszert telepíteni a leghatékonyabb beruházás” – mondta, megjegyezve, hogy az újonnan épített lakóépületekhez való alkalmazások, napelemes rendszerrel párosított hőszivattyúk jelentik a piaci normát.
„Ez egyrészt annak tulajdonítható, hogy jelentős mértékben hozzájárulnak a megújuló energiák részarányának emeléséhez, kiaknázhatók arra, hogy fedezzék egy olyan szektor elektromos és hőterhelését, amelynél az energiahatékonyságot valamennyi érintett kiemelt jelentőségűnek tekinti, az otthonok tulajdonosaitól egészen a döntéshozókig” – magyarázta. „Másrészt ezek lehetővé teszik a hűtési célra történő felhasználást és a hűtés iránti igények kielégítését is, ami egyre inkább szükségesnek tűnik a globális felmelegedés fényében, és mindezt egyetlen termelő egységgel”.
Az újonnan épült lakóépületi telepítéseknél a hőszivattyús rendszerek többletköltsége elenyésző a hagyományos kazán-plusz-split egység megoldáshoz képest, míg az üzemeltetési költségei jelentősen alacsonyabbak.
„Például a 2020-ban Németországban elkészült lakóépületek több mint felét felszerelték hőszivattyúval” – tájékoztatott David Moser, az Eurac fotovoltaikus energiarendszereket kutató csoportjának koordinátora.
David Moser
Kép: Eurac
Legfontosabb akadályok
A gyorsabb térhódítás útjában álló legfontosabb akadályok főként kulturális jellegűek és az építőipari piac szerkezetével kapcsolatosan” – folytatta Fedrizzi. „Az első tényezőt tekintve az építőipar hajlamos a konzervatív hozzáállásra, és csak lassan változik.”
E tekintetben a hőszivattyú ágazat elsősorban tudás felhalmozására összpontosít, valamint az érintettek bizalmának elnyerésére a hagyományosnak nem tekinthető megoldások kapcsán.
„A második aspektust tekintve az újonnan épült csak egy részét jelenti az építési piac egészének” – mondta. „Hőszivattyúk telepítése felújított épületekben – bár műszakilag lehetséges – a meglevő fűtés rendszer átalakítását igényli és további telepítéseket, ezzel szemben a másik alternatíva a meglévő fosszilis tüzelésű kazán újra cserélése; ez hosszabb telepítési időt és magasabb befektetési költségeket eredményez, így az építőipari cégek és háztulajdonosok gyakran a legkönnyebb és legolcsóbb út mellett döntenek, bár ez nyilvánvalóan kevésbé energia-hatékony.”
A probléma megoldása érdekében a technológia szolgáltatói és a kutatók olyan megoldások kidolgozásán és piaci bevezetésén dolgoznak, amelyek egyszerűbben telepíthetők és üzemeltethetők felújított épületekben, ugyanakkor kiváló energiahatékonyságot biztosítanak a háztulajdonosoknak, és további funkciókat, például helyiségek hűtését.
Piacméret
Technológiai szempontból a mai hőszivattyúk széles hőmérsékleti tartományban képesek üzemelni.
„Még -20 Celsius fok esetén is működnek, és egyre gyakoribb, hogy akár 65 foknál is hatékonyan állítanak elő melegvizet” – mondta Fedrizzi. „Ez sokkal szélesebb körben való alkalmazásukat tesz lehetővé, mint egy évtizeddel ezelőtt.”
Az Európai Hőszivattyú Szövetség (European Heat Pump Association) által az EU piacáról készített 2021-es jelentés szerint az európai piacon az értékesítés 2020-ban meghaladta az 1,6 millió egységet. A gyártással foglalkozó ágazat arra törekszik, hogy 2030-ig megduplázza éves értékesítését, ami akkorra körülbelül 50 millió egység telepítését jelentené. A ténylegesen irányadó technológiát a levegő-víz hőszivattyúk csoportja alkotja, ezekből 2020-ban körülbelül 800 000 egységet adtak el, ezt követik a megfordítható levegő-levegő hőszivattyúk. A levegő hőjét hasznosító hőszivattyúk várhatóan tovább fognak fejlődni, mind az egység, mind a rendszer szintjén, mivel a rájuk jellemző legalacsonyabb beruházási költség és az egyszerű telepíthetőség továbbra is az élvonalban tartja ezeket.
Európában 2020-ban az öt legnagyobb hőszivattyú piac a következő volt: Franciaország 394 000 értékesített egységgel, ezt követte Olaszország 232 000 rendszerrel, Németország 140 000, Spanyolország 127 000 és Svédország 107 000 egységgel. Európa teljes piaca az előző évihez képest körülbelül 7%-kal bővült 2020-ban. A legdinamikusabb növekedést a levegő-víz rendszerek mutatták, a változás abszolút és relatív mértékét tekintve egyaránt. Az értékesített, csak fűtésre alkalmas levegő/víz hőszivattyúk száma 51 000 egységgel nőtt (+15 %), míg a megfordítható levegő/víz hőszivattyúké 47 000 egységgel (+25 %).
Megfelelő méretezés
Amikor rákérdeztünk a napenergiával működtetett hőszivattyú megfelelő méretezésének jelentőségére, a két szakértő egyetértett abban, hogy a rendszer méretei nem jelentenek létfontosságú tényezőt, mivel a piacon elérhető megoldások a hőszivattyútól függetlenül telepített napelemekkel rendelkeznek.
„Valójában ahogy egyre kevésbé lesz kényelmes az elektromos áramot a hálózatba juttatni, a méretezés és a napelemes területek esetlegesen olyan irányba tájolása, hogy elősegítsék a hőszivattyús rendszer elektromos terhelésének kezelését – ami változhat egy napon belül és az egyes évszakok között – hozzájárulhat az önfogyasztás kontra költség optimalizálás problémakörének megoldásához” – magyarázta Moser.
Azt mondta, hogy a további előnyök, például a hálózat felé nyújtott keresletoldali visszajelzési szolgáltatások napirenden vannak, de még nem állnak rendelkezésre.
„A problémát a hőszivattyú szemszögéből tekintve és szem előtt tartva, hogy a hőszivattyús rendszerekbe mindig integrálják a hőtárolási kapacitást – részben hőenergia tárolása, részben az épület tömege révén – a hőszivattyú elektromos áram fogyasztásának a magas besugárzás idejére történő időzítése, és a hőenergia későbbi felhasználás céljából történő tárolása költséghatékony opciót kínál az ingadozások kiegyensúlyozására, a megújuló elektromos áram termelésére” – vélte Fedrizzi.
Forrás: pv-magazine
