Budoucnost techniky chladicích, klimatizačních a tepelných čerpadel

Výhled od Dr. Rainera Jakobs

Chillventa 2022 ukázala: firmy z oblastí chlazení, klimatizace a tepelných čerpadel dokázaly udržet nebo částečně rozšířit své tržby – navzdory trvajícím společenským a ekonomickým výzvám, jako jsou problémy s dodávkami, ruská agrese na Ukrajině nebo dopady pandemie COVID-19. Přestože jsou vyhlídky pro odvětví slibné, objevuje se řada starých i nových výzev. Dr. Rainer Jakobs (DMJ Beratung) poskytuje výhled do odvětví až do příští Chillventy v říjnu 2024.

Odvětví chlazení, klimatizace a tepelných čerpadel v rozmachu: Ambiciózní plány na rozšíření tepelných čerpadel

Na cíli německé vlády do roku 2030 instalovat šest milionů tepelných čerpadel je jasné, že téma tepelných čerpadel je v politice uznáváno jako důležitá součást energetické transformace. „Odvětví tepelných čerpadel bude hrát klíčovou roli při řešení velkých úkolů v oblasti budov. Již předstihlo a investuje miliardy do rozšíření výrobních kapacit,“ říká Dr. Martin Sabel, jednatel Německého svazu tepelných čerpadel (BWP). V minulých letech odvětví zaznamenalo masivní nárůst v rozšiřování tepelných čerpadel. Podle BWP bylo v roce 2022 nainstalováno 236 000 tepelných čerpadel v Německu – což představuje nárůst o 53 procent ve srovnání s předchozím rokem. Většina z nich byla použita při rekonstrukcích, „kde se většinou pracuje s radiátory a vyššími výstupními teplotami“ (zdroj).

V současnosti se zvyšují výrobní kapacity odvětví. Základem je oznámená v koaliční smlouvě pravidlo 65 procent týkající se obnovitelných zdrojů energie při výměně topení. „Počet prodaných kusů v lednu a únoru 2023 (každý 29 000 tepelných čerpadel) posouvá hranici 350 000 tepelných čerpadel v tomto roce na dosah,“ shrnuje Dr. Martin Sabel (zdroj). Zejména v rodinných domech a čtvrtích lze očekávat pozitivní vývoj pro odvětví tepelných čerpadel – stejně tak v průmyslu a komerční sféře, například při přechodu z oleje a plynu na průmyslová tepelná čerpadla nebo při využití odpadního tepla z datových center. Do roku 2024 plánuje německá vláda instalaci 500 000 tepelných čerpadel. Vyšší cena elektřiny a poměr mezi cenou elektřiny a plynu však stále představují výzvu (další informace). V Německu je nyní elektřina za kilowatthodinu přibližně 3,3krát dražší než plyn – ve Švédsku a Nizozemsku je tento poměr kolem 1,2 až 1,5 (viz PDF v sekci ke stažení).

Možnosti hybridních systémů

Klima- a globální oteplování způsobuje nárůst počtu horkých dnů (> 30 °C) za rok, což dále zvyšuje poptávku po klimatizaci jak na pracovištích, tak v soukromí. Smysluplné může být spojení různých systémů: například klimatizace v kombinaci s tepelným čerpadlem (vzduch/vzduch) nebo fotovoltaika v kombinaci s klimatizací. To je ekonomicky a ekologicky efektivní – protože při vysokých teplotách lze díky slunečnímu záření vyrobit velké množství energie, která může být přímo využita k chlazení. Odvětví chlazení má také stále rostoucí potřebu na trhu, přičemž zvláštní význam mají hybridní systémy, které dokážou současně dodávat chlad a teplo. Schopnost obsloužit současně potřebu chlazení i vytápění je nejvyšší disciplínou a činí využití odpadního tepla jednou z nejdůležitějších úloh v chlazení.

Výzvy odvětví chlazení, klimatizace a tepelných čerpadel

Dosavadní princip dodávek „just-in-time“ je limitován trvajícími mezinárodními výzvami, jako jsou obchodní, systémové a konkurenční spory nebo zpožděné dodavatelské řetězce (které se mohou stát). Proto je opět nutné udržovat sklady u výrobců a zaměřit se na diverzifikaci dodavatelů. Při hledání vhodných alternativ mohou být řešením princip cirkulární ekonomiky a automatizovaná výroba v domácí zemi – což by mohlo být podporováno tzv. zákonem o dodavatelských řetězcích.

Nejednotnost kvůli nové nařízení F-plynů

Chladiče jsou díky novelizaci nařízení F-plynů a diskusi o PFAS stále předmětem výzev, které ovlivňují všechna odvětví. Různé komentáře k hlasování v Evropském parlamentu 30. března 2023 ukazují, jak rozdílně je nařízení vnímáno:

– APPLiA: Velký krok zpět pro tepelná čerpadla v Evropě
– EFCTC: Členové jsou zklamáni
– CoolingPost: „Katastrofa“ pro Španělsko
– EPEE: EU riskuje, že se sama postřelí do nohy
– CoolingPost: „Zmeškaná příležitost“
– EHPA: Zákaz ohrožuje cíle REPower
– JARN: Urychluje fáziout HFC
– CoolingPost: Hlasování nastavilo „nereálné“ cíle
– EIA: Vítá ambiciózní hlasování o F-plynech
– EHPA: … musí zabránit utlačování čistého vytápění

Problémy s nedostatkem odborníků i v odvětvích chlazení, klimatizace a tepelných čerpadel

Nedostatek odborníků představuje velkou výzvu ve všech oblastech společnosti. V odvětvích chlazení a klimatizace je navíc složitější, že dosud nemá veřejnost dostatečné povědomí. Odvětví je sice malé, ale velmi atraktivní – avšak relativně málo známé. Je zřejmé, že doposud bylo málo investováno do budování image a povědomí o odvětví. Jednou z málo známých oblastí chlazení je technika nízkých teplot. LNG terminály (LNG = zkapalněný zemní plyn = -162 °C), které vznikly v rámci takzvaného „německého tempa“, poprvé přivedly techniku nízkých teplot do povědomí veřejnosti. Představa, že tyto terminály mohou být později využity i pro kapalný vodík s -253 °C, je správná z hlediska techniky nízkých teplot.

Podpora a další vzdělávání v odvětví

Od 1. dubna 2023 zahájilo Německé spolkové ministerstvo hospodářství a ochrany klimatu program rozvoje tepelných čerpadel. Podporována jsou školení jak v oblasti návrhu a instalace tepelných čerpadel v existujících budovách, tak i on-line koučování přímo na místě („training-on-the-job“). „Během více než 30 měsíců má být ročně vyškoleno alespoň 17 500 řemeslníků a asi 3 000 plánovačů a energetických poradců v oblasti tepelných čerpadel v existujících objektech“ (zdroj).

Trend k používání hořlavých chladiv vyžaduje vzdělávání a následné školení: Chladírenský technik musí být dnes také energetickým poradcem a pomáhat uživatelům s implementací a dodržováním předpisů – protože tyto často nejsou uživatelům známy.

Pohled na přehled

– Topení olejem a plynem končí, tepelná čerpadla jsou přijímána jako řešení a jsou podporována cíli a požadavky.
– Hybridní systémy jsou stále důležitější z hlediska „celkové energetické účinnosti“.
– Cirkulární ekonomika bude klíčovým prvkem pro zvládnutí současných ekonomických výzev.
– Nedostatek odborníků ovlivní kapacity odvětví ve všech oblastech.
– Otázka, kam směřovat s chladivy, musí být vyřešena.

Doporučení

– Obrovský a stále rostoucí potenciál pro využití odpadního tepla.
– Technologie chlazení, tepelná čerpadla, skladování a „energetické sítě“ jsou dostupné a průběžně se rozšiřují.
– Nové obchodní modely vznikají kolem využití odpadního tepla, například obchodování s teplem, sítě tepla a chlazení či energetické svazky. Nevyužité odpadní teplo by mělo být v budoucnu eliminováno.
– Projektanti a dodavatelé zařízení by měli vždy zkoumat všechny možnosti a důkladně radit provozovatelům – při tom je třeba být kreativní.