Změna klimatu a globální oteplování jsou považovány za dvě největší hrozby našeho století, jejichž závažné a vzájemně propojené důsledky ovlivňují životní prostředí, zdraví a hospodářství.
V průběhu minulého století jsme byli svědky neustálého zvyšování koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře, což vedlo po celém světě k růstu teplot. Nárůst teploty způsobuje dlouhodobé změny klimatu, které zvyšují riziko onemocnění, četnost silných dešťů, povodní a bouří. Měnící se klimatické parametry, tedy nejen teplota, ale také srážky, vlhkost, vítr a sluneční záření, nevyhnutelně ovlivní budovy, které představují „rozhraní“ mezi vnějším a vnitřním prostředím.
Tepelná čerpadla snižují emise CO2 díky využití obnovitelné energie
Výsledky ukazují, že zvyšující se průměrná teplota (v zimě) urychluje přechod na využívání elektrických tepelných čerpadel, která nahrazují fosilní paliva.
Tepelná čerpadla snižují, ve srovnání s tradičními způsoby vytápění a chlazení, emise skleníkových plynů o 70 %. Absence fosilního zdroje činí z této metody životaschopnou možnost boje proti globálnímu oteplování a změnám klimatu. Tepelná čerpadla navíc získávají z přírody několikanásobně větší množství tepelné energie, než je množství elektřiny vložené do jejich provozu, takže značně překračují hranici efektivity běžných spalovacích zařízení. Navíc emise CO2 jsou při výrobě této energie velmi nízké.
Emise CO2 vznikající při výrobě tepla lze navíc výrazně snížit synergickým efektem snižování těchto emisí přímo u výrobních zdrojů a dalším zlepšováním energetické účinnosti tepelných čerpadel. Tepelná čerpadla počítají s obnovitelnou energií jako s finální energií: pracují se 100% zelenou elektřinou a poskytují 100% obnovitelné, bezemisní vytápění a chlazení.
Snížení emisí skleníkových plynů je prostředkem boje proti změně klimatu a tepelná čerpadla tohoto cíle dosahují tím, že nahrazují fosilní paliva obnovitelnou energií nebo využívají přebytečnou energii, která by jinak přišla nazmar. Důsledkem je vyšší účinnost, čistší ovzduší a posun k nulovým emisím v našich ekonomikách a společnostech.
Evropský legislativní a politický kontext
Instalace tepelných čerpadel je ústředním tématem Evropské komise, která si stanovila ambiciózní cíl považovat elektrifikaci odvětví vytápění a chlazení za jednu ze strategických cest ke snížení dovozu zemního plynu.
Statistiky EHPA za rok 2017 uvádějí více než 1,1 milionu prodaných tepelných čerpadel v Evropě, což znamená instalovaný výkon 10,6 milionu jednotek. Tento instalovaný fond přispěl ke snížení emisí uhlíku o 29,8 megatun a k výrobě energie z obnovitelných zdrojů o 116 TWh. Současně také pomohl snížit poptávku po energii o 148 TWh1.
Třemi největšími evropskými trhy s tepelnými čerpadly jsou Francie, Itálie a Španělsko, na které připadá 50 % všech prodaných jednotek. Deset nejvýznamnějších zemí, mezi které patří navíc Švédsko, Německo, Norsko, Finsko, Dánsko, Švýcarsko a Rakousko, je zodpovědných za 90 % všech prodaných jednotek. Evropská asociace tepelných čerpadel (European Heat Pump Association, EHPA) odhaduje, že potenciální prodej pro celou Evropu – za předpokladu, že všechny trhy dosáhnou stejné penetrace jako právě zmíněné trhy – by přesáhl 6 milionů jednotek ročně. Rozšíření tepelných čerpadel má zásadní význam pro přechod na čistou energii a pro dosažení uhlíkové neutrality.
Přechod na obnovitelné a účinné technologie vytápění a chlazení v budovách, průmyslu a sítích je naléhavě nutný. Zpráva Evropské komise o konkurenceschopnosti technologií čisté energie rovněž vyzývá k větší podpoře rozvoje technologií tepelných čerpadel. Evropský průmyslový plán Green Deal označuje tepelná čerpadla za jednu z klíčových technologií pro splnění cíle klimatické neutrality EU. 2 Vzhledem ke strategickému významu tepelných čerpadel pro dosažení cílů EU v oblasti dekarbonizace a přechodu na novou energetiku zahájila Evropská komise v dubnu 2023 další významnou iniciativu, jejímž hlavním cílem je právě urychlení instalace tepelných čerpadel v rámci evropského trhu a překonání překážek a kritických problémů, které stále omezují jejich rozvoj v celé Evropě.
Instalace tepelných čerpadel v městských budovách
Tepelná čerpadla jsou řešením pro zajištění vytápění a ohřevu teplé vody v obytných budovách, a to jak v rodinných, tak ve vícegeneračních domech.
Díky svým vlastnostem jsou tepelná čerpadla ideální technologií pro jakýkoli typ budovy s dostatečnou rozvodnou plochou, která umožňuje dosažení příjemných vnitřních teplot při relativně nízkých teplotách v rozvodném systému tepla. Tyto požadavky splňují všechny nové budovy včetně budov s téměř nulovou spotřebou energie, „pasivních“ domů a energeticky „plusových“ budov. Podobně mohou tepelná čerpadla nahradit kotle při rozsáhlých rekonstrukcích budov.
Aby bylo možné splnit cíle pro rok 2030 a dosáhnout potřebné rychlé dekarbonizace výroby tepelné energie, bylo by nutné co nejdříve přestat v nových budovách instalovat tradiční kotle na fosilní paliva s nízkou účinností a nahradit je novými modely.
Budovy se významně podílejí na emisích uhlíku. S tím, jak širší ekonomika přechází na čistou nulu, prosazují různé zainteresované strany dekarbonizaci budov. Elektrifikace systémů vytápění prostor a ohřevu vody je jedním ze způsobů, jak snížit emise z budov, a technologie elektrických tepelných čerpadel, která se v průběhu let markantně vylepšila a na některých trzích se stala cenově konkurenceschopnou, se ukazuje jako stále životaschopnější řešení.
Vytváření udržitelného fondu obytných budov pomocí tepelných čerpadel
Stávající budovy se podílejí na spotřebě energie v Evropské unii (EU) přibližně 40 %, což je řadí mezi nejvýznamnější zdroje emisí CO2 v Evropě (Nahrazení topných systémů na fosilní paliva systémy využívajícími obnovitelné zdroje je ústředním tématem energetické a klimatické politiky a jedním z předpokladů pro snížení emisí CO2 na úroveň šetrnou ke klimatu.
Ačkoli jsou tepelná čerpadla v nových budovách dnes již běžným standardem, výměna stávajících topných systémů za tepelná čerpadla představuje náročnější, avšak nesmírně důležitou výzvu. Systémy tepelných čerpadel jsou v mnoha aplikacích ekonomicky udržitelným řešením. V nově budovaných rezidenčních aplikacích se systémy tepelných čerpadel skutečně dostaly do fáze poměrně již dobře zavedeného a fungujícího trhu. Energetická účinnost a současné pokrytí vytápění i chlazení jednou výrobní jednotkou je v tomto odvětví prioritou. V roce 2021 vykázal trh s malými tepelnými čerpadly pro rezidenční a terciární aplikace nárůst o 34 % oproti předchozímu roku, přičemž v EU bylo instalováno téměř 2,2 milionu jednotek. 3
Spotřeba energie v celkové spotřebě hraje v sektoru stavebnictví důležitou roli. Z tohoto důvodu může použití tepelných čerpadel k vytápění rozsáhlého sektoru rodinných domů a bytových domů výrazně snížit emise CO2. Další výhodou je dokonalé sladění s fotovoltaikou, solární tepelnou energií a tepelnými sítěmi, které mohou dále napomoci udržitelnosti.
Závěr
Postupné rozšiřování tepelných čerpadel může snížit nebo dokonce eliminovat využívání energie z fosilních paliv v sektoru stavebnictví, a odstranit tak negativní vedlejší efekt znečištění ovzduší způsobený využíváním fosilních paliv.
Urychlení plošného zavádění tepelných čerpadel by mělo mít dalekosáhlé důsledky pro globální energetický sektor, což by kromě přínosů pro klima mělo znamenat i významné vedlejší účinky na hospodářské činnosti a životní prostředí. Z tohoto důvodu by široké zavedení technologie tepelných čerpadel mohlo přispět ke zlepšení kvality ovzduší a veřejného zdraví.
