Razantní úspory energie i emisí. Velká tepelná čerpadla mění vytápění evropských měst
Potenciál velkých průmyslových čerpadel je ohromný, jeden projekt může dodat teplo či chlad i tisícům domácností.
Pavel Baroch
2. 12. 2024
Vědeckotechnický park ve švédském Lundu snížil dodávky energie o polovinu a skleníkové emise dokonce o 70 procent. Velkorysý projekt v Londýně zase optimalizoval vytápění pro šest tisíc domácností a emise klesly dokonce o 88 procent.
Obě města jsou od sebe vzdálená sice asi tisíc kilometrů, přesto mají z určitého pohledu hodně společného. Využívají velká tepelná čerpadla, která pomáhají snižovat energetickou spotřebu i emise, současně však poskytují domácnostem i dalším uživatelům vysoký životní i pracovní komfort.
Na konferenci Průmyslová tepelná čerpadla o těchto průkopnických zkušenostech hovořil Niklas Johansson ze společnosti EO.N. „Je to systém, který je ověřen v praxi,“ konstatoval Johanson. Hovořil o tom, že se v Evropě stále zbytečně plýtvá energiemi. „Ztrácíme tolik energie, jako ji vytváříme,“ poznamenal. Současně připomněl, že výrazná většina energie na vytápění stále pochází z neobnovitelných zdrojů.
Inspirace u zvířat
Největší spotřebitelé energií a současně producenty emisí jsou přitom města, kde je proto ohromný potenciál pro úspory a dekarbonizaci. Právě představitel EO.N hovořil o unikátním systému vytvořeném právě pro města, který dostal název Ectogrid – podle zvířat, která dokážou účelně hospodařit s energií.
„Ectogrid je řešení vytápění a chlazení pro městské části a průmyslová odvětví, které snižuje dodávanou energii až o 75 procent. Energetické řešení, inspirované povahou ektotermních zvířat, se přizpůsobuje podmínkám místního prostředí a maximálně využívá energii dostupnou ve svém okolí. Nová energie je do systému přidána pouze tehdy, když byla veškerá dostupná energie plně sdílena mezi budovami nebo využita z dostupných zdrojů energie v okolí,“ přiblížil EO.N svůj princip.
V systému hrají důležitou roli právě tepelná čerpadla. „Prostřednictvím decentralizovaných tepelných čerpadel v každé budově vzájemně propojených na společné nízkoteplotní síti se přebytečná energie rekuperuje a distribuuje mezi budovy, čímž se minimalizuje odpad a maximalizuje se účinnost,“ popsal EO.N.
Zjednodušeně řečeno: když se například chladí obchodní centrum, může se zbytkové teplo využít pro vytápění rezidenční čtvrti. A naopak.
„Je to velice komplexní systém,“ uvedl na konferenci Niklas Johansson. Srdcem celého „stroje“ je vlastní software, který využívá i schopností umělé inteligence, aby mohl reagovat na stále se měnící prostředí včetně různých požadavků na dodávky energie. „Velmi důležitá je právě flexibilita,“ zdůraznil Johansson, podle něhož jde o systém použitelný kdekoli v Evropě.
Prahu navštívily energetické celebrity
Moritz Hübel ze společnosti Modelon zase představil, jak dokáže simulace systému s tepelnými čerpadly ušetřit na investicích i provozních nákladech. Jeho firma se právě na tyto simulace a modelace specializuje.
Základem je speciálně vytvořená simulační platforma, která po „napěchování“ potřebnými údaji dokáže vymodelovat požadovaný systém včetně například i šířky trubek, množství chladicí kapaliny a parametrů dalších komponent.
Stejně jako u Ectogridu jde o velmi flexibilní nástroj, který dokáže reagovat i na různé výkyvy na trhu včetně cen elektřiny. Služeb Modelonu využívá například společnosti MAN Energy Solutions, která se vedle tepelných čerpadel zabývá například i využíváním vodíku. „Jsou naším dlouhodobým zákazníkem,“ řekl Hübel. Zmínil také spolupráci se společností Siemens Energy. „Chceme být významným expertem na simulace,“ sdělil Hübel, jehož firma byla založená v roce 2004.
Letošní ročník dvoudenní mezinárodní konference Průmyslová tepelná čerpadla potvrdil, že patří mezi nevýznamnější evropské akce tohoto druhy v celé Evropské unii. Byl opět větší než předchozí ročník, na podiu se vystřídal dvojnásobek řečníků včetně lídrů z oboru, kteří představili nejnovější trendy, technologické novinky i revoluční řešení.
Mezi hosty byl také Michael Lienreich, uznávaná světová osobnost v oblasti čistého životního prostředí, mobilitě, technologií, klimatu i financí. Nejznámější je jako zakladatel Bloomberg New Energy Finance, který patří mezi špičkové světové poskytovatele informací a výzkumu o čisté energii a dopravě. Lienreich působí jako hostující profesor na Imperial College v Londýně a je poradcem britské obchodní Rady a členem britské pracovní skupiny pro energetickou účinnost.
V červnu 2019 byl Michael nominován do nově zřízené nezávislé globální komise Mezinárodní energetické agentury (IEA) pro urgentní úpravy legislativy v oblasti energetické účinnosti, která se zaměřuje na klíčová politická opatření, jež mohou přijmout země po celém světě.
Tepelná čerpadla jsou pro dekarbonizaci klíčová
Tomáš Caha, zakladatel poradenské společnosti Exergie a organizátor konference si jen posteskl nad poměrně nízkým zájmem českých odborníků. Z 250 účastníků konference bylo z České republiky jen čtyřicet. Program, přednášky, panelové diskuse i workshopy měly mezi hosty velmi pozitivní reakce. Pro české prostředí jsou přitom tepelná čerpadla velmi aktuální, využít by se měly třeba při odchodu tepláren od uhlí. Ostatně i jedna z přednášek se týkala právě možností integrace tepelného čerpadla do současné teplárenské infrastruktury, která je vybavena kogeneračními jednotkami, elektrickými kotli a akumulátorem tepla.
„Tepelná čerpadla mají natolik zásadní potenciál pro dekarbonizaci výroby tepla v odhadované výši 5 až 10 gigawattů, že je nelze v tomto kontextu přehlížet,“ řekl před časem Caha. V říjnovém vydání podcastu Pod proudem hovořil o tom, že v Alborgu na severu Dánska se jako náhrada za uhelnou teplárnu staví čtveřice tepelných čerpadel, každé o výkonu 44 megawattů, které budou využívat teplo z mořské vody.
„V Grazu pomocí tepelných čerpadel zase vyhřívají obydlí pro osm set obyvatel teplem z piva,“ řekl Caha. Také v Česku už se ale objevují zajímavé projekty. Aktuální je například soutěž na vyhřívání Strakovy akademie teplem z Vltavy. Na Císařském ostrově, kde stojí pražská Ústřední čistírna odpadních vod, zase vzniká velkorysé Energocentrum, jehož součástí bude i soustava tepelných čerpadel. Energocentrum by mohlo v první etapě dodat celkem přibližně 1,66 milionů gigajoulů tepla ročně a zásobovat více než 41 tisíc domácností. V provozu by mohlo být do roku 2030.
Úvodní foto: Pavel Baroch (Niklas Johansson při představování projektu Ectogrid)