У Великій Британії зіткнулися з трьома основними кризами: зростанням вартості життя, енергетичною безпекою та зміною клімату. Виклик декарбонізації тепла сприяє цим кризам. За даними Energy Systems Catapult, на опалення припадає 37% загальних викидів парникових газів Великобританії.
Великобританія може декарбонізувати тепло чотирма основними способами: електрифікація, централізоване теплопостачання, біопаливо та водень. У цій статті мова піде про електрифікацію тепла за допомогою теплових насосів.
Переваги та проблеми теплового насоса
Теплові насоси існують з 1850-х років і мають вищу ефективність, ніж інші традиційні джерела, забираючи тепло в навколишнє середовище та від нього. Вони використовують електроенергію для виробництва тепла ефективніше, ніж інші форми опалення, такі як газові, масляні та твердопаливні котли. Модернізація житлових і комерційних будівель тепловими насосами зменшує споживання енергії та викиди вуглекислого газу, а також допомагає Великій Британії рухатися до чистого нуля.
Уряд Великої Британії прогнозує зростання кількості встановлених теплових насосів на 600 000 на рік до 2028 року, а до 2035 року всі нові системи опалення повинні мати низький рівень вуглецевих викидів.
Однак для досягнення своїх цілей уряду потрібно буде подолати деякі ключові проблеми.
1. Недостатня обізнаність – лише 27% людей у Великій Британії знають, що таке повітряні теплові насоси, і багато хто має неправильні уявлення про те, як вони працюють і використовуються. Це потрібно буде подолати, щоб збільшити кількість установлень.
2. Фрагментований ланцюжок постачання – у Великобританії бракує кваліфікованих і навчених монтажників теплових насосів, але вони життєво важливі для забезпечення швидкого розгортання теплових насосів по всій країні.
3. Великі початкові інвестиції – порівняно з газовими котлами, теплові насоси коштують дорожче, потребують більше часу для встановлення та часто вимагають значної кількості попередньої модернізації будівлі.
4. Відсутність точних і доступних даних – дані про власність і будинки у Великобританії неповні, неоновлені та важкодоступні, що ускладнює розуміння потреб клієнтів.
5. Відсутність інтеграції – інтеграція та з’єднання теплових насосів із новими низьковуглецевими технологіями, такими як електромобілі, може бути складним завданням для клієнта.
6. Перевантаженість мережі – частка електроенергії, виробленої зі змінних, періодичних відновлюваних джерел енергії, значно зростає, а попит на енергію та потужність мережі зростає через зростання таких технологій, як електромобілі та теплові насоси. Це призводить до проблем з балансуванням і перевантаженням мережі.
7. Регуляторні бар’єри – гранти, побори та платежі не стимулюють перехід від газу.
Одним із способів вирішення деяких із цих завдань за допомогою теплових насосів є те, що встановлені теплові насоси повинні бути гнучкими, підключеними до інтернету та розумними.
Гнучкі теплові насоси – це теплові насоси в поєднанні з накопичувачем теплової енергії, які можна використовувати для гнучкості з боку попиту. Вони дають можливість зменшувати споживання електроенергії тепловим насосом і заміщувати його, щоб допомогти збалансувати попит і пропозицію. Таким чином, гнучкі теплові насоси можна використовувати, щоб допомогти інтегрувати періодичне виробництво відновлюваної електроенергії в мережу та допомогти вирішити проблеми балансування перевантаження, особливо взимку, та керувати щоденними піками.
Реагування на попит на теплові насоси в основному обмежується великими промисловими споживачами. Однак через те, що в житлових приміщеннях встановлюється все більша кількість теплових насосів, а потреба в теплі для них не є критичною за часом, вони мають потенціал для гнучкості.
Теплові насоси підключені до інтернету. Лише 23% усіх теплових насосів підключено до інтернету, і майже жодним із них не можна керувати дистанційно. Тому більшість систем не можна використовувати для реагування на попит. Ситуація починає змінюватися, коли зявилися системи керування тепловими насосами, які тепер можна підключати до інтернету безпосередньо або через шлюз, що є важливим фактором гнучкості.
Розумні теплові насоси, це насоси які підключені до інтернету, та дозволяють користувачеві контролювати своє опалення. Простий спосіб підключити свій тепловий насос до інтернету використовувати розумні термостати.
Інтелектуальні термостати можна програмувати, і їх можна використовувати для розробки індивідуального плану для кожного дому на основі його теплового профілю, використовуючи переваги тарифів за часом використання. Це дозволяє клієнтам контролювати своє опалення та зменшувати споживання енергії та рахунки.
Припускаючи, що гнучкість такого опалення зекономить споживачу в середньому 20% енергії протягом року, це може призвести до того, що загальна вартість повітряних теплових насосів стане дешевшою, ніж вартість котлів і може зробити їх значно доступнішими. Гнучкість забезпечує скорочення загальних викидів вуглецю та збільшує розрив між тепловими насосами та альтернативами. Домогосподарства, що працюють на нафтопродуктах і зрідженому газі, матимуть найбільше стимулів переходити на повітряні теплові насоси. 15% Великобританії не мають газової мережі тому існує значна можливість розпочати перехід на теплові насоси із цих домогосподарств.
Гнучкі розумні теплові насоси стануть ефективним інструментом декарбонізації та можуть забезпечити шлях до енергоефективності та скорочення викидів. Тепер їм потрібні додаткові інвестиції в технології, інновації та взаємодія з клієнтами та промисловістю, щоб забезпечити масштабування ринку.
Джерело інформації: World Economic Forum
