Energetyczne uwarunkowania określania zasobów energii odnawialnej pobieranej przez pompy ciepła

Jednym ze sposobów zagospodarowania energii odnawialnej jest jej wykorzystywanie do ogrzewania budynków przy użyciu pomp ciepła. Choć dyrektywa 2009/28/WE [2] poświęcona jest szeroko rozumianemu promowaniu energii ze źródeł odnawialnych, niektórymi zapisami odnosi się również do problematyki pomp ciepła.

Istotne fragmenty dyrektywy poświęcone są ważnemu problemowi, jakim jest stosowanie pomp ciepła spełniających warunek efektywności energetycznej, gdyż tylko takie pompy – wg dyrektywy − wykorzystują zasoby energii odnawialnej. Temat ten poruszano m.in. w publikacji [5].

Problemem efektywności energetycznej pomp ciepła autor zajmował się w licznych wcześniejszych publikacjach, np. w [6], gdzie dokonano oceny efektywności energetycznej stosowania sprężarkowych pomp ciepła zasilanych energią elektryczną z krajowego systemu elektroenergetycznego oraz alternatywnie ze spalinowego bloku ciepłowniczo-elektrycznego, a także przeprowadzono porównanie tych dwóch sposobów zasilania.

Wspomniane pompy ciepła zastosowano do zagospodarowania do celów grzewczych niskotemperaturowej energii odpadowej lub ze źródeł odnawialnych. Jako kryterium efektywności energetycznej wykorzystano skumulowane (obejmujące również nakład energii na wydobycie i transport paliwa) zużycie energii chemicznej paliwa przypadającego na wytworzenie jednostki ciepła w układzie utworzonym przez elektrociepłownię parową lub gazową wraz z pompą ciepła.

Przeprowadzona analiza energetyczna wykazała stosowne uwarunkowania, a także wyższość napędu spalinowego nad zasilaniem pomp ciepła energią elektryczną z systemu energetycznego.

Podstawowe informacje odnośnie do OZE zawarte w dyrektywie

Poniżej przytoczono najważniejsze definicje poszczególnych odnawialnych zasobów energii zawarte w dyrektywie 2009/28/WE [2].

Znalazła się wśród nich ogólna definicja określająca energię ze źródeł odnawialnych. Definicja ta ma charakter enumeratywny, wskazuje bowiem na określone źródła, tworząc ich zamknięty zbiór.

Wprowadza ona pojęcie energii z odnawialnych źródeł niekopalnych: a mianowicie energię wiatru, energię promieniowania słonecznego, energię aerotermalną, geotermalną i hydrotermalną i energię oceanów, hydroenergię, energię pozyskiwaną z biomasy, gazu pochodzącego z wysypisk śmieci, oczyszczalni ścieków i ze źródeł biologicznych (biogaz).

A zatem, wbrew potocznej opinii, urządzenia techniczne typu pompa ciepła nie zostały w niej zaliczone do odnawialnych źródeł energii. Jednocześnie wskazano, że tylko efektywna energetycznie pompa ciepła może zagospodarowywać zasoby energii odnawialnej.

Nawiasem mówiąc, autor wyraźnie rozróżnia pojęcie zasobu od źródła, za które uznaje wyłącznie technologię umożliwiającą wykorzystanie określonego zasobu energii odnawialnej. Dopiero w projekcie ustawy o OZE [4] pojawia się definicja instalacji odnawialnego źródła energii, oznaczającą jednostkę wytwórczą.

Po tej ogólnej definicji w dyrektywie 2009/28/WE [2] kolejno następują uściślenia dotyczące wskazanych przypadków:

• energia aerotermalna oznacza energię magazynowaną w postaci ciepła w powietrzu w danym obszarze;
• energia geotermalna oznacza energię składowaną w postaci ciepła pod powierzchnią Ziemi;
• energia hydrotermalna oznacza energię składowaną w postaci ciepła w wodach powierzchniowych;
• biomasa oznacza ulegającą biodegradacji część produktów, odpadów lub pozostałości pochodzenia biologicznego z rolnictwa (łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi), leśnictwa i związanych działów przemysłu, w tym rybołówstwa i akwakultury, a także ulegającą biodegradacji część odpadów przemysłowych i miejskich;
• biopłyny oznaczają ciekłe paliwa dla celów energetycznych innych niż w transporcie, w tym do wytwarzania energii elektrycznej oraz energii ciepła i chłodu produkowane z biomasy;
• biopaliwa oznaczają ciekłe lub gazowe paliwa dla transportu produkowane z biomasy.

Perspektywy rynku urządzeń grzewczych w UE >>

Wydaje się, że stosunkowo nowe w literaturze krajowej pojęcie energii aerotermalnej zostało jakby specjalnie wprowadzone dla określenia zasobu odnawialnego niezbędnego dla zasilania dolnego źródła pomp ciepła, którym może być również powietrze atmo­sferyczne.

Przy bliższym określaniu pojęć energii aerotermalnej, geotermalnej i hydrotermalnej również użyto mało precyzyjnego i nieścisłego pojęcia energia składowana w postaci ciepła. Faktycznie, energia może być magazynowana (składowana), ale jej wykorzystanie może nastąpić np. w formie ciepła. Nie można bowiem magazynować sposobu przekazywania energii, którym jest właśnie ciepło.

Ogólne zasady rozliczania energii pobranej przez pompy ciepła

Załącznik VII dyrektywy 2009/28/WE [2] podaje ogólne zasady wyznaczania ilości energii odnawialnej pobranej przez pompę ciepła. Przypomnijmy zatem te zasady.

Pompy ciepła mogą służyć do zagospodarowania niektórych, szczególnie niskotemperaturowych, zasobów przemysłowej energii odpadowej lub energii odnawialnej. Pobrane zasoby takiej bezwartościowej energii w pompie ciepła powiększone o dostarczaną do niej niezbędną energię napędową zostają przekazane – jako ich suma – do jej górnego źródła ciepła. 

Z kolei inny nośnik energii, przepływając przez górne źródło pompy, uzyskuje stosowny przyrost temperatury do poziomu możliwego do użytecznego wykorzystania w odpowiedniej instalacji współpracującej z tą pompą. Taki proces wymaga jednak zastosowania energii napędowej o wysokiej jakości, którą najczęściej jest energia elektryczna zasilająca sprężarkowe pompy ciepła.

Jako energia napędowa bywa również stosowana energia zawarta w nośniku o odpowiedniej temperaturze przekazującym ją w formie ciepła do absorpcyjnej pompy ciepła.

We wstępie do dyrektywy 2009/28/WE znalazło się więc stwierdzenie, że pompy ciepła umożliwiające wykorzystanie ciepła (aerotermalnego, geotermalnego lub hydrotermalnego) na użytecznym poziomie temperatury potrzebują energii elektrycznej lub innej energii dodatkowej do funkcjonowania. Ale następny fragment dyrektywy podaje istotną zasadę: energia używana do zasilania pomp ciepła powinna być odejmowana od całkowitego użytecznego ciepła. 

A zatem do użytecznego efektu stosowania pompy ciepła należy zaliczyć jedynie energię pobraną w dolnym źródle ciepła – właśnie z określonego zasobu energii odnawialnej lub od otoczenia – w formie ciepła, taką wartość energii otrzymuje się bowiem po odjęciu od ciepła grzejnego uzyskiwanego w górnym źródle wartości wykorzystanej energii napędowej. W żadnym przypadku nie może to być ciepło użyteczne uzyskane w górnym źródle ciepła pompy grzejnej.

Kolejny ważny zapis zawarto w art. 5: by uwzględniać jedynie pompy ciepła, których wydajność znacząco przekracza pierwotną energię potrzebną do ich zasilania. Dlatego też załącznik VII do dyrektywy 2009/28/WE podaje ogólne zasady określania ilości energii aerotermalnej, geotermalnej lub hydrotermalnej pobranej przez pompy ciepła, a uznawanej za energię ze źródeł odnawialnych. Ich uszczegółowienie znalazło miejsce w decyzji Komisji Europejskiej 2013/114/UE ustanawiającej wytyczne obliczania energii odnawialnej z pomp ciepła [1] i zostanie przedstawione poniżej.

Załącznik VII podaje też ogólną zależność wynikową. Wymaga ona jednak pewnego wprowadzenia wyjaśniającego jej sens fizyczny. Wykorzystane tutaj zostaną typowe oznaczenia stosowane w termodynamice.

Z bilansu energetycznego pompy ciepła wynika związek, w którym energia wyprowadzona w górnym źródle ciepła pompy ciepła Q_g jest sumą energii pobranej w dolnym źródle ciepła Q_d oraz zastosowanej energii napędowej N, co można zapisać jako:

Definicja efektywności energetycznej pompy ciepła e, która wyraża stosunek efektu, czyli energii wyprowadzanej z górnego źródła ciepła Qg, do nakładu, czyli energii napędowej N, może być zapisana jako:

Definicja efektywności energetycznej pozwala zatem przedstawić równanie (2) bilansu energii w postaci zależności: 

Właśnie tej treści zapis, choć z zastosowaniem nieco innych oznaczeń, znajduje się w załączniku VII. Energię pobraną z dolnego źródła oznaczono tam symbolem E_RES, użytkowe ciepło grzejne dostarczone przez pompę ciepła – Q_usable, a symbol SPF (Seasonal Performance Factor) oznacza szacunkowy przeciętny współczynnik efektywności energetycznej instalacji, w której pracuje pompa ciepła. 

A zatem zgodnie z ideą zawartą w załączniku:

Zapis (5) pozwala wyznaczyć ilość energii pobranej w dolnym źródle ciepła przez pompę ciepła, czyli właśnie E_RES, gdy znamy wartość dostarczonego do instalacji ciepła użytkowego oraz wartość sezonowego współczynnika efektywności energetycznej SPF dla pompy ciepła.

Warto podkreślić, że współczynnik SPF różni się, nieraz znacznie, od wartości współczynnika efektywności energetycznej COP (Coefficient of Performance) ustalanego w warunkach laboratoryjnych przez producenta pompy. Producent ustala charakterystykę energetyczną samej pompy ciepła w określonych warunkach technicznych, wyznaczonych głównie stałą mocą napędową i przy stałych wartościach temperatury dolnego i górnego źródła ciepła. 

Wynik takiego badania podawany jest w postaci współczynnika COP (dla określonych warunków termicznych), którego krajowym odpowiednikiem jest wcześniej zastosowany symbol e, czyli współczynnik efektywności energetycznej pompy ciepła. 

Natomiast współczynnik SPF zależy od poboru energii przez całą instalację, uwzględnia bowiem poza energią napędu samej sprężarki jeszcze nakład energii niezbędny dla pracy urządzeń pomocniczych (np. pomp lub wentylatorów wymuszających obieg czynnika w dolnym źródle ciepła, regulatora). Obejmuje także sezonową zmienność wartości współczynnika COP, zależną od wartości temperatury obu płynów w źródłach ciepła, a szczególnie zmiennej temperatury jej dolnego źródła.

Równanie (5), mając ogólny charakter, dotyczy jednak wszystkich pomp ciepła i, co ważniejsze, nie oddaje jeszcze w pełni wymagań stawianych im w dyrektywie. Wskazane uściślenie dla sprężarkowych pomp ciepła zostało w załączniku VII wprowadzone z zastrzeżeniem, że podana zależność (5) obliczenia efektu energetycznego uzyskanego przez ich stosowanie dotyczy jedynie tych pomp, dla których zachodzi związek:

gdzie h oznacza średnią dla UE wartość sprawności energetycznej konwersji energii pierwotnej na energię elektryczną wyznaczonej jako stosunek pomiędzy całkowitą produkcją energii elektrycznej brutto i pierwotnym zużyciem energii dla produkcji elektryczności.

I właśnie decyzja Komisji Europejskiej 2013/114/UE ustanawiająca wytyczne obliczania energii odnawialnej z pomp ciepła podaje aktualną, obowiązującą do 2020 r., wartość tej sprawności dla członków UE.

Szczegółowa metodyka obliczania energii odnawialnej pobieranej przez pompę ciepła

Wskazana w decyzji 2013/114/UE [1] metodyka obliczania energii odnawialnej pobieranej przez pompy ciepła opiera się na określeniu trzech podstawowych parametrów energetycznych zapisanych w zależnościach (5) i (6). Są to:

1. sprawność produkcji zastosowanej energii napędowej (h),
2. szacunkowe użyteczne ciepło pochodzące z pomp ciepła (Q_usable),
3. „współczynnik wydajności sezonowej” dla pracy pompy ciepła (SPF).

Dane wymagane do obliczania sprawności produkcji energii pochodzą z rozporządzenia 2008/1099 WE w sprawie statystyki energii [8]. Określono w nim sprawność produkcji energii elektrycznej (h) wg danych za 2010 r., która wynosi 0,455 (czyli 45,5%) i zgodnie z wytycznymi [1] ma być stosowana do 2020 r. 

Wytyczne określają również, w jaki sposób państwa członkowskie powinny szacować dwa pozostałe parametry: Q_usable oraz współczynnik wydajności sezonowej (SPF), przy wyznaczaniu których należy uwzględnić różne warunki klimatyczne występujące w poszczególnych państwach Unii. Obszar UE podzielono na trzy strefy klimatyczne, którym przypisano odpowiednie wartości współczynnika SPF. Polska znalazła się w grupie państw z klimatem chłodnym.

Przy pomocy tych szczegółowych wytycznych można obliczyć ilość energii odnawialnej wykorzystywanej przez poszczególne technologie pomp ciepła.

Na potrzeby prezentowanej metodyki wytyczne [1] podają następujące definicje:

• wielkość Q_usable oznacza szacunkowe całkowite użyteczne ciepło pochodzące z pomp ciepła, obliczane jako iloczyn znamionowej wydajności grzewczej (P_rated) i rocznej liczby równoważnych godzin pracy pomp ciepła (H_HP);
• roczna liczba równoważnych godzin pracy pomp ciepła (H_HP) – zakładana roczna liczba godzin, w czasie których pompa ciepła ma dostarczać ciepło przy wydajności znamionowej;
• wydajność znamionowa P_rated oznacza wydajność chłodniczą lub grzewczą cyklu sprężania par lub cyklu urządzenia sorpcyjnego w warunkach znamionowych znormalizowanych;
• SPF oznacza szacunkowy przeciętny współczynnik wydajności sezonowej, czyli współczynnik efektywności sezonowej netto w trybie aktywnym (SCOP_net) dla pomp ciepła zasilanych energią elektryczną lub sezonowe zużycie energii pierwotnej w trybie aktywnym netto (SPER_net) dla pomp ciepła zasilanych ciepłem napędowym.

Szacowanie wartości SPF oraz Q_usable

Metodyka wskazana w wytycznych [1] opiera się na trzech głównych zasadach:

1. musi być prawidłowa pod względem technicznym,
2. podejście musi być pragmatyczne, równoważące dokładność z opłacalnością,
3. domyślne współczynniki do określania wkładu energii odnawialnej pochodzącej z pomp ciepła ustalane są na ostrożnym poziomie, tak aby zmniejszyć ryzyko przeszacowania wkładu energii odnawialnej pochodzącej z tych urządzeń.

Zgodnie z załącznikiem VII do dyrektywy ilość energii odnawialnej (E_RES) dostarczanej przez pompy ciepła oblicza się za pomocą wzoru [5]:

gdzie:
Q_usable – szacunkowe całkowite użyteczne ciepło pochodzące z pomp ciepła [GWh],
H_HP – równoważne godziny pracy z pełnym obciążeniem [h],
P_rated – wydajność (ściślej: moc grzejna) zainstalowanych pomp ciepła, z uwzględnieniem całkowitego okresu eksploatacji różnych rodzajów pomp ciepła [GW],
SPF – szacunkowy przeciętny współczynnik wydajności sezonowej dla pomp ciepła, odpowiednio sprężarkowych i sorpcyjnych (SCOP_net i SPER_net).

Wartości domyślne dla HHP i dla SPF według zasad zawartych w wytycznych [1] przedstawiono w tabeli 1.

Minimalna sprawność pomp ciepła wymagana do uznania energii za odnawialną

Zgodnie z załącznikiem VII do dyrektywy [2] państwa członkowskie dbają, aby uwzględniane były jedynie pompy ciepła o SPF wynoszącym powyżej 1,15 · 1/h. Przy średniej unijnej sprawności produkcji energii elektrycznej (h) ustalonej na poziomie 45,5% oznacza to, że minimalna wartość SPF dla pomp ciepła zasilanych energią elektryczną (SCOP_net) musi wynosić 2,5, aby zgodnie z dyrektywą energia pobrana przez pompę została uznana za odnawialną.

Dla pomp ciepła zasilanych bezpośrednio ciepłem z sieci systemu ciepłowniczego lub poprzez spalanie paliw sprawność produkcji energii (h) jest równa 1. Dla takich pomp ciepła minimalna wartość SPF (SPER_net) musi zatem wynosić 1,15, aby energia została uznana za odnawialną.

Wytyczne [1] stawiają także wymóg, aby państwa UE zbadały, w szczególności w odniesieniu do powietrznych pomp ciepła, jak duży udział w mocy już zainstalowanych pomp ciepła mają urządzenia o wartości SPF większej od sprawności minimalnej.

Przy tej ocenie państwa mogą się opierać zarówno na danych badawczych, jak i pomiarach, chociaż brak danych może w wielu przypadkach ograniczyć ocenę do ekspertyzy. Takie ekspertyzy powinny być ostrożne, co oznacza, że należy raczej nie doszacować, niż przeszacować wkład pomp ciepła. Jeżeli chodzi o pompy ciepła powietrze/woda do c.w.u., to z reguły tylko w wyjątkowych przypadkach pompy takie mają SPF powyżej minimalnej wartości progowej.

Ponadto wytyczne [1] do celów bilansowych określają granice układu instalacji z pompą ciepła, który obejmuje cykl obiegu czynnika chłodniczego, pompę czynnika chłodniczego oraz w przypadku adsorpcji i absorpcji dodatkowo cykl sorpcyjny i pompę czynnika obiegowego.

SPF należy wyznaczyć jako współczynnik efektywności sezonowej (SCOP_net) zgodnie z EN 14825:2012 [9] lub jako wskaźnik sezonowego zużycia energii pierwotnej (SPER_net) zgodnie z EN 12309 [10]. Oznacza to, że należy uwzględnić energię elektryczną lub paliwo zużyte na potrzeby działania pompy ciepła i obiegu czynnika przepływającego przez dolne źródło (w wytycznych czynnika chłodniczego).

Autor rozumie omawiane wytyczne [1] jako dokument, który państwom członkowskim pomoże rozliczać się z narzuconego udziału w zużyciu energii z zasobów odnawialnych w stosunku do całkowitego jej zużycia. Wskazana metodyka operuje bowiem takim pojęciem, jak np. wydajność pomp ciepła wyrażona w gigawatach, co sugeruje sumaryczną moc grzejną wszystkich zainstalowanych pomp ciepła.

Jednak w przypadku indywidualnego zastosowania pompy ciepła jako elementu sytemu grzewczego, np. w budynku mieszkalnym, sposób przedstawiony w wytycznych [1] nie jest odpowiedni. Szczególnie że z obowiązujących regulacji, np. rozporządzenia w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego [7], wynikają nieco inne wartości graniczne określające efektywność pomp ciepła.

Warunek efektywności pomp ciepła

Jak już wyżej wskazano, w dyrektywie w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych [2] warunkiem efektywności pomp ciepła jest konieczność uwzględniania jedynie pomp ciepła, których wydajność znacząco przekracza pierwotną energię potrzebną do ich zasilania. Warto przyjrzeć się temu wymaganiu dokładniej.

Stosowanie sprężarkowych pomp ciepła do zagospodarowywania zasobów energii odnawialnej lub odpadowej prowadzi do dwukrotnego stosowania podstawowej konwersji energii: najpierw konwersja energii pierwotnej zawartej w paliwie kopalnym w energię elektryczną zachodząca w elektrowni cieplnej, a potem w miejscu zainstalowania sprężarkowej pompy ciepła – konwersja energii elektrycznej w ciepło użytkowe. Dlatego tak ważne jest racjonalne oszacowanie wartości łącznego efektu energetycznego takich konwersji.

W niektórych krajowych dokumentach zawarte są szczegółowe wartości efektywności energetycznej pomp ciepła. W załączniku do rozporządzenia w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego [7] podano sposób wyznaczania sprawności systemu grzewczego. Taką sprawność wyznaczamy jako iloczyn sprawności cząstkowych uwzględniających w szczególności:

• sprawność regulacji i wykorzystania ­ciepła, 
• sprawność przesyłu (dystrybucji) ciepła,
• sprawność układu akumulacji ciepła, 
• sprawność wytwarzania ciepła.

Wartości wskazanych sprawności zostały zawarte w tym załączniku. Ostatnia pozycja, sprawność wytwarzania ciepła, obejmuje również sprężarkowe pompy ciepła, dla których podano wartości efektywności energetycznej (współczynnik COP) w zależności od ich typu:

• woda/woda: 3,8–3,5
• glikol/woda: 3,5–3,3
• powietrze/woda: 2,7–2,5.

Rozporządzenie to podaje także wartości wskaźników, przy pomocy których należy przeliczać nakład energii końcowej (finalnej) na energię pierwotną. W przypadku energii elektrycznej pochodzącej z krajowego systemu elektroenergetycznego tym współczynnikiem jest w_i = 3,0. Fizycznie rozpatrując, odpowiada on odwrotności sprawności konwersji energii pierwotnej w energię końcową, czyli sprawność tej konwersji wynosi 0,33. Jest to wartość zbliżona do wartości średniej dla naszego krajowego systemu elektroenergetycznego z elektrowniami spalającymi węgiel kamienny i brunatny.

A zatem, opierając się na równaniu (6), przy współczynniku konwersji 3 sprawność graniczna sprężarkowej pompy ciepła wykorzystującej odnawialne zasoby energii wynosi 3,45. 

Jednak zrozumiałym jest, że nawet znakomita pod względem efektywności energetycznej pompa ciepła może pracować w instalacji np. z niewłaściwie dobranym (co do zasobu) dolnym źródłem ciepła i/lub źle dobranym urządzeniem (pompa, wentylator) wymuszającym przepływ nośnika przez to źródło.

W efekcie spowoduje to znaczne odstępstwo współczynnika COP efektywności pompy ciepła od wartości współczynnika SPF, charakteryzującego sezonową efektywność instalacji opartej na pompie ciepła oraz zmienność temperatury źródeł ciepła, między którymi rozpięta jest praca tej pompy. 

Dlatego też wytyczne [1], operując nieco innym współczynnikiem, bo sezonowym SPF, stawiają znacznie niższe wymagania względem efektywności energetycznej pomp ciepła. Niezbędne jest zatem doprowadzenie do porównania dotychczasowego krajowego dokumentu z wytycznymi.

Ciekawe spostrzeżenie nasuwa się również przy rozpatrywaniu efektywności absorpcyjnych pomp ciepła. Typowe wartości współczynnika efektywności energetycznej tych pomp (w zależności od temperatury nośnika napędowego) wynoszą 1,4–1,8, czyli z jednostki energii napędowej uzyskuje się 1,4–1,8 jednostki ciepła użytkowego. Oznacza to, że wykorzystany zasób energii odnawialnej wynosi odpowiednio 0,4–0,8 energii napędowej. 

Zagospodarowanie jednostki energii odnawialnej przy użyciu absorpcyjnej pompy ciepła wymaga zatem znaczącego nakładu energii napędowej (ciepła), bo od 2,5 do 1,25-krotnie przewyższającego ilość ciepła pobranego z dolnego źródła ciepła, czyli właśnie z zasobu energii odnawialnej.

Przeliczając następnie nakład energii napędowej w postaci ciepła na energię pierwotną zawartą w paliwach kopalnych, np. wg rozporządzenia w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku [7] przy pomocy podanego tam współczynnika równego odwrotności w_i = 1,1, uzyskuje się jeszcze gorsze, o 10%, wskaźniki oceny efektywności energetycznej stosowania absorpcyjnej pompy ciepła. 

Uzyskany wynik dobrze uzasadnia niska wartość energetyczna zastosowanego ciepła napędowego, np. w porównaniu do wartości napędowej energii elektrycznej stosowanej w sprężarkowych pompach ciepła.

Podsumowanie

Powyżej przedstawiono zagadnienia dotyczące efektywności energetycznej stosowania pomp ciepła wykorzystujących niskotemperaturowe zasoby energii odnawialnej lub odpadowej. Problematykę tę regulują dyrektywa 2009/28/WE o promowaniu stosowania energii ze źródeł odnawialnych [2] oraz wytyczne z marca 2013 r. [1], które stanowią uzupełnienie załącznika do tej dyrektywy.

Choć w literaturze technicznej często pojawiały się rozważania o konieczności uwzględniania efektywności energetycznej przy stosowaniu sprężarkowych pomp ciepła, jednak dopiero dyrektywa [2] wprowadziła regulacje pozwalające uznać pobrany zasób energii za energię odnawialną i tym samym pracę instalacji z pompą ciepła za efektywną energetycznie.

Wytyczne [1], podając średnią unijną sprawność konwersji energii pierwotnej w energię elektryczną, wyraźnie wyznaczyły zawarty w dyrektywie [2] minimalny warunek graniczny. Został on określony za pomocą współczynnika SPF, oznaczającego sezonową wartość efektywności energetycznej instalacji z pompą ciepła, różniącą się od wartości współczynnika COP charakteryzującego pracę tylko pompy ciepła.

Wytyczne [1] podają także sposób wyznaczania zasobu energii odnawialnej pobranego przez pompy ciepła, rozróżniając przy tym ich typ i rodzaj zastosowanej energii napędowej. Podano zatem odpowiednie wartości SPF oraz szacunkową liczbę godzin rocznej pracy takich instalacji. W Sejmie RP znajduje się już kolejna wersja projektu ustawy o odnawialnych źródłach energii, a proces implementacji dyrektywy [2] do prawa krajowego wciąż się przedłuża. 

W artykule wskazano także przepisy krajowe dotyczące wyznaczania charakterystyki energetycznej budynków, które w niektórych aspektach poniekąd kolidują z zapisami wytycznych [1]. Dlatego branża związana z pompami ciepła z niecierpliwością oczekuje krajowych rozstrzygnięć prawnych. 

Na marginesie warto zaznaczyć, że praca nad tłumaczeniem zarówno dyrektywy [2], jak i wytycznych [1] była, delikatnie mówiąc, niezbyt staranna. Tłumaczenie tekstu dyrektywy zawiera bowiem nieścisłe (termodynamicznie) stwierdzenia, np. energia składowana w postaci ciepła pod powierzchnią Ziemi. Natomiast w tekście wytycznych obok pompy ciepła pojawia się pompa cieplna.

Literatura

1. Decyzja Komisji Europejskiej z dnia 1 marca 2013 r. ustanawiająca wytyczne dla państw członkowskich dotycząca obliczania energii odnawialnej z pomp ciepła w odniesieniu do różnych technologii na podstawie art. 5 dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE (notyfikowana jako dokument nr C (2013) 1082) (DzU UE L 62 t. 56 z 6.03.2013 r.).
2. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE (DzU UE L 140/16 PL z 5.06.2009 r.).
3. Kubski P., Dyrektywa o wspieraniu odnawialnych źródeł energii, „Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja” nr 9/2009.
4. Projekt ustawy o OZE, wersja 2.0.1 z 4.10.2012 r. wg www.mg.gov.pl/files/upload/16913/Projekt%20ustawy%20o%20OZE_4_10_2012_final.pdf.
5. Kubski P., Pompy grzejne w dyrektywie o promocji odnawialnych źródeł energii, „Instal” nr 2/2011.
6. Kubski P., Energetyczna ocena celowości stosowania sprężarkowych pomp grzejnych  do zagospodarowania niekonwencjonalnych źródeł energii, „Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja” nr 4/2001.
7. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej (DzU nr 201/2008, poz. 1240).
8. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1099/2008 z dnia 22 października 2008 r. w sprawie statystyki energii (DzU UE L 304 z 14.11.2008).
9. PN-EN 14825:2012E Klimatyzatory, ziębiarki cieczy i pompy ciepła, ze sprężarkami o napędzie elektrycznym, do ogrzewania i chłodzenia. Badanie i charakterystyki przy częściowym obciążeniu.
10. PN-EN 12309-2:2002E Urządzenia klimatyzacyjne absorpcyjne i adsorpcyjne i/lub wyposażone w pompy ciepła, zasilane gazem, o obciążeniu cieplnym nieprzekraczającym 70 kW. Część 2: Racjonalne zużycie energii.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!