Przyszłość technologii chłodniczych, klimatyzacyjnych i pomp ciepła

Przegląd od Dr. Rainera Jakobs

Chillventa 2022 pokazała: firmy z branż chłodnictwa, klimatyzacji i pomp ciepła mogły utrzymać swoje obroty lub częściowo je zwiększyć – pomimo trwających wyzwań społecznych i gospodarczych, takich jak problemy z dostawami, agresja Rosji na Ukrainę czy skutki pandemii COVID-19. Chociaż perspektywy dla branży są obiecujące, wyłania się szereg starych i nowych wyzwań. Dr. Rainer Jakobs (DMJ Beratung) przedstawia prognozy dla branży do następnej Chillventy w październiku 2024 roku.

Branża chłodnictwa, klimatyzacji i pomp ciepła w rozwoju: ambitne plany rozbudowy pomp ciepła

Realizacja celu rządu federalnego, aby do 2030 roku zainstalować sześć milionów pomp ciepła, jasno pokazuje, że temat pomp ciepła jest uznawany w polityce za ważny element transformacji energetycznej. „Branża pomp ciepła odegra kluczową rolę w końcu podjęciu dużych wyzwań w sektorze budynków. Już włożyła wkład własny i inwestuje miliardy w rozbudowę mocy produkcyjnych,” mówi Dr. Martin Sabel, dyrektor zarządzający Federalnego Stowarzyszenia Pomp Ciepła (BWP). Już w minionych latach branża odnotowała znaczne wzrosty w rozbudowie pomp ciepła. Według BWP, w 2022 roku zainstalowano 236 000 pomp ciepła w Niemczech – co stanowi wzrost o 53 procent w porównaniu z rokiem poprzednim. Większość z nich została użyta podczas remontów, „gdzie zwykle stosuje się grzejniki i wyższe temperatury zasilania” (źródło).

Obecnie zwiększa się moce produkcyjne w branży. Podstawą tego jest zapowiedziana w umowie koalicyjnej regulacja 65 procent odnośnie odnawialnych źródeł energii przy wymianie systemów grzewczych. „Liczba sprzedanych pomp ciepła w styczniu i lutym 2023 roku (po 29 000 sztuk) zbliża się do osiągnięcia celu 350 000 pomp ciepła w tym roku,” podsumowuje Dr. Martin Sabel (źródło). Szczególnie w domach jednorodzinnych i wielorodzinnych oraz w osiedlach można oczekiwać pozytywnych trendów dla branży pomp ciepła – podobnie w zastosowaniach przemysłowych i komercyjnych, np. poprzez przejście z oleju i gazu na przemysłowe pompy ciepła lub w wykorzystywaniu chłodu z centrów danych. Do 2024 roku rząd federalny planuje zainstalować 500 000 pomp ciepła. Wysoka cena energii elektrycznej oraz relacja cen energii elektrycznej do gazu nadal stanowią wyzwanie (więcej informacji). W Niemczech energia elektryczna kosztuje obecnie około 3,3 razy więcej za kWh niż gaz – w Szwecji i Holandii współczynnik ten wynosi około 1,2 do 1,5 (zobacz PDF w sekcji do pobrania).

Szanse hybrydowych systemów

Zmiany klimatyczne powodują wzrost liczby gorących dni (> 30°C) rocznie, co zwiększa zapotrzebowanie na klimatyzację zarówno w miejscu pracy, jak i w domu. Połączenie różnych systemów może być w tym przypadku sensowne: na przykład klimatyzacja w połączeniu z pompą ciepła (powietrze/powietrze) lub fotowoltaika w połączeniu z klimatyzacją. To ostatnie jest ekonomicznie i ekologicznie efektywne – ponieważ przy wysokich temperaturach można wyprodukować dużo energii z promieniowania słonecznego, którą można bezpośrednio wykorzystać do chłodzenia. Branża chłodnicza również musi obsługiwać rosnące zapotrzebowanie na rynku, szczególnie hybrydowe systemy, które mogą jednocześnie dostarczać chłód i ciepło, zyskują na znaczeniu. Obsługa jednocześnie chłodu i ciepła to jest „królewska dyscyplina” i sprawia, że wykorzystywanie chłodu z odzysku staje się jednym z najważniejszych zadań dla techniki chłodniczej.

Wyzwania dla branży chłodnictwa, klimatyzacji i pomp ciepła

Dotychczasowa zasada dostaw „just-in-time” jest wystawiona na próbę przez trwające wyzwania międzynarodowe, takie jak spory handlowe, systemowe i konkurencyjne czy opóźnione łańcuchy dostaw. W związku z tym konieczne staje się ponowne utrzymywanie magazynów u producentów, a dywersyfikacja dostawców znów staje się kluczowa. Szukając odpowiednich alternatyw, rozwiązania mogą stanowić zasady gospodarki obiegowej oraz zautomatyzowana produkcja w kraju – co może być wspierane przez tzw. ustawę o łańcuchach dostaw.

Nieporozumienia wokół nowego rozporządzenia F-gazowego

Środki chłodnicze stanowią wyzwanie w związku z nowelizacją rozporządzenia F-gazowego i dyskusją wokół PFAS, które dotyczą wszystkich branż. Różne komentarze dotyczące głosowania w Parlamencie UE 30 marca 2023 roku pokazują, jak różnie oceniana jest ta regulacja:

– APPLiA: poważny krok wstecz dla pomp ciepła w Europie
– EFCTC: członkowie są rozczarowani
– CoolingPost: „katastrofa” dla Hiszpanii
– EPEE: UE ryzykuje, że sobie zaszkodzi
– CoolingPost: „stracona okazja”
– EHPA: zakaz zagraża celom REPower
– JARN: przyspiesza wycofywanie HFC
– CoolingPost: głosowanie wyznacza „nierealistyczne” cele
– EIA: pozytywnie ocenia ambitne głosowanie nad F-gazami
– EHPA: „musimy unikać tłumienia czystego ogrzewania”

Brak wykwalifikowanych pracowników widoczny również w branży chłodnictwa, klimatyzacji i pomp ciepła

Brak wykwalifikowanych pracowników stanowi poważne wyzwanie we wszystkich dziedzinach społeczeństwa. W branżach chłodnictwa i klimatyzacji dodatkowym utrudnieniem jest fakt, że do tej pory nie cieszą się one dużą popularnością w społeczeństwie. Branża jest niewielka, ale bardzo atrakcyjna – jednak w porównaniu do tego, jest stosunkowo mało znana. Już teraz widać, że niewiele zainwestowano w budowanie wizerunku i rozpoznawalność branży. Mało znanym obszarem techniki chłodniczej jest technika niskotemperaturowa. Terminale LNG (LNG = liquefied natural gas – -162°C), które powstały w ramach tzw. „tempa niemieckiego”, po raz pierwszy zwróciły uwagę społeczeństwa na technikę niskotemperaturową. Wyobrażenie, że te terminale mogą później służyć do przechowywania wodoru w stanie ciekłym (-253°C), jest właściwe w kontekście techniki niskotemperaturowej.

Wsparcie i szkolenia dla branży

1 kwietnia 2023 roku Federalne Ministerstwo Gospodarki i Klimatu uruchomiło program rozbudowy pomp ciepła. W ramach tego wspierane są szkolenia zarówno w zakresie projektowania i montażu pomp ciepła w istniejących budynkach, jak i coaching na miejscu („training-on-the-job”). „Przez ponad 30 miesięcy co roku ma zostać wykwalifikowanych co najmniej 17 500 pracowników i około 3 000 planistów oraz doradców energetycznych w zakresie pomp ciepła w istniejących budynkach” (źródło).

Trend w kierunku palnych środków chłodniczych wymaga odpowiedniego szkolenia i dalszego kształcenia: specjalista ds. chłodnictwa musi dziś być również doradcą energetycznym i wspierać użytkowników w realizacji i przestrzeganiu przepisów – ponieważ często nie są one im znane.

Podsumowanie

– Ogrzewanie olejem i gazem dobiega końca, pompy ciepła są akceptowaną alternatywą i są promowane przez cele i wymagania.
– Hybrydowe systemy zyskują na znaczeniu w kontekście „całkowitej efektywności energetycznej”.
– Gospodarka obiegowa będzie kluczowym elementem radzenia sobie z obecnymi wyzwaniami gospodarczymi.
– Brak wykwalifikowanych pracowników wpłynie na możliwości rozwoju branży we wszystkich obszarach.
– Należy wyjaśnić, dokąd zmierza przyszłość środków chłodniczych.

Rekomendacje

– Istnieje ogromny i rosnący potencjał w wykorzystywaniu chłodu z odzysku.
– Technologie chłodnictwa, pompy ciepła, magazyny energii i „sieci energetyczne” są dostępne i są nieustannie rozwijane.
– Powstają nowe modele biznesowe związane z wykorzystywaniem chłodu z odzysku, takie jak handel ciepłem, sieci ciepła i chłodu oraz związki energetyczne. Niewykorzystany chłód z odzysku powinien być w przyszłości unikać.
– Projektanci i instalatorzy powinni zawsze sprawdzać wszystkie możliwości i intensywnie doradzać operatorom – w tym wymagana jest kreatywność.