Nenápadný pomocník, který může světu pomoci proti Rusku, drahotě a znečištění

Podle Mezinárodní energetické agentury (IEA) budou tepelná čerpadla do konce desetiletí pokrývat pětinu světové potřeby tepla, pokud státy uskuteční své plány. Ve svém prvním globálním hodnocení těchto zařízení agentura uvádí, že se stala „ústřední technologií při globálním přechodu na bezpečné a udržitelné vytápění“.

Očekává se, že přechod od plynových kotlů a jiných fosilních paliv k tepelným čerpadlům sníží do roku 2030 roční emise skleníkových plynů v rozsahu odpovídající zhruba produkci Kanady, uzavírá IEA. Prodej již nyní prudce roste, zejména v Evropě, kterou nejvýznamněji postihlo letošní zvyšování cen plynu a dalších energií. V letošním roce dosáhnou rekordní úrovně, protože řadě zemí EU nabízí pobídky, které mají snížit jejich závislost především právě na zemním plynu.

Zpráva se soustředí na scénář založený na předpokladu, že vlády splní všechny závazky v oblasti klimatu a energetiky, které přijaly, v plném rozsahu. A to včetně nedávných závazků, jako je evropská strategie REPowerEU na snížení závislosti na ruském plynu. Výsledky se porovnávají se scénářem nazvaným zkratkou STEPS, který zohledňuje už pouze pevně ustanovená opatření a formy podpory.

Pokud bychom měli výsledky shrnout IEA došla k závěru, že tepelná čerpadla snižují emise, zvyšují energetickou bezpečnost a – navzdory tomu, že k jejich pořízení je zapotřebí vyšších počátečních investic – celkově snižují náklady díky snížení spotřeby fosilních paliv.

Prodeje letí vzhůru

Jak již bylo řečeno, tepelná čerpadla v současné době zažívají celosvětový nárůst popularity. V roce 2021 pokryla tepelná čerpadla přibližně desetinu celosvětové potřeby tepla na vytápění. Prodej tepelných čerpadel se oproti předchozímu roku zvýšil o 13 %, přičemž v EU byl zaznamenán rychlejší růst o 35 %.

V současné době je nejvíce tepelných čerpadel instalováno v Severní Americe a největší trh má Čína. Ovšem nejrychleji rostoucím trhem je právě EU. V některých zemích se již v první polovině roku prodeje zdvojnásobily oproti roku 2021.

Rozšíření tepelných čerpadel v Evropě je nejvyšší v chladných oblastech, jako je Norsko a Finsko, a to díky dlouhodobé vládní podpoře, uvádí server energypost.eu. IEA poznamenává, že to „podkopává argument, že tepelná čerpadla nejsou vhodná pro chladné podnebí“. V Polsku a Itálii, které zavedly rozsáhlé finanční pobídky na podporu instalace tepelných čerpadel, došlo v roce 2021 k nárůstu prodejů o více než 60 %.

Zpráva uvádí, že dotace na tepelná čerpadla jsou nyní celosvětově dostupné ve více než 30 zemích. Jde o trhy, které dohromady přibližně 70 % celosvětové poptávky po vytápění obytných budov.

Tepelná čerpadla mají v současnosti celkový výkon více než 1 000 gigawattů (GW). Do roku 2030 by tento počet mohl zdvojnásobit na zhruba 2100-2600 GW, v závislosti na tom, jak budou státy dodržovat zatím pouze oznámená opatření v této oblasti.

Velký růst poptávky díky Bidenově zákonu „klimatickém“ zákonu s poněkud kryptickým názvem „Zákon na snížení inflace“ zažijí nepochybně Spojené státy. Ovšem několikanásobně by se měl v příštím desetiletí také zvýšit objem prodaných tepelných čerpadel v Číně, a tamní trh s velkou pravděpodobností výrazně překoná velikostí ten evropský.

Mimochodem, kdyby se státy vážně pokusily zavést opatření, která by měla nárůst teploty udržet pod 1,5 °C, tak by tepelná čerpadla zažila ještě větší boom. Agentura odhaduje, že v takovém případě by na musela pokrývat v roce 2030 zhruba čtvrtinu celosvětové poptávky po vytápění.

Snižování spotřeby fosilních paliv 

Zpráva zdůrazňuje už mnohokrát opakované tvrzení, že tepelná čerpadla mohou rychle snížit světovou závislost na plynu a dalších fosilních palivech. V současné době se více než jedna šestina celosvětové spotřeby zemního plynu spotřebuje na vytápění budov. V EU, která se v současné době snaží zbavit ruského plynu, je to jedna třetina. Aby se v rámci plánu REPowerEU podařilo do roku 2030 omezit dovoz ruského plynu, měl by se počet tepelných čerpadel v EU ztrojnásobit na celkových 45 milionů kusů.

V tomto scénáři by se měl do roku 2030 roční prodej čerpadel blížit zhruba 7 milionům. V takovém případě by se v souladu s plánem REPowerEU spotřeba plynu v budovách bloku snížila do roku 2030 o 21 miliard metrů krychlových. To zhruba odpovídá 15 % ruského dovozu do EU v roce 2021.

Na dovozu fosilních paliv jsou do značné míry závislé i další země, například Japonsko a Jižní Korea. Jejich politická situace není tak vyhrocená jako v případě Evropy, i ony ovšem by získaly strategickou výhodu, pokud by se jim podařilo zvýšit vlastní energetickou bezpečnost snížením závislosti na dovozu.

Pokud by státy skutečně zrealizovaly všechna oznámená opatření, celosvětová spotřeba plynu na vytápění v budovách by se do roku 2030 snížila o 21 %. To je zhruba 160 miliard m³, tedy více než celková roční těžba Velké Británie a Norska v roce 2021. Pokud by zůstala pouze opatření dnes již zavedená, pokles spotřeby fosilních paliv by byl zhruba pouze třetinový.

V „optimistickém“ případ, že by státy splnily své sliby, vedlo by to i ke snížení spotřeby ropy a uhlí. Především právě druhé zmíněné palivo se stále používá v řadě k vytápění ve velkém měřítku (v Číně či Polsku). Využívání těchto paliv pro vytápění prostor a ohřev vody by se mohlo snížit podle IEA zhruba o 29 %.

Jak u plynu, tak u fosilních paliv v širším slova smyslu připadá zhruba polovina poklesu spotřeby fosilních paliv do roku 2030 na zavádění tepelných čerpadel. Zbytek pochází ze zlepšení izolace budov.

Rozšíření tepelných čerpadel nevyhnutelně znamená zvýšenou poptávku po elektřině, ale „ta je díky jejich mnohem vyšší účinnosti mnohem vyšší než úspory fosilních paliv“, uvádí IEA. Nárůst poptávky po elektrické energii by údajně neměl být veliký: do roku 2030 by ji mělo zvýšit o zhruba 1,5 % až 2,5 % nad úroveň roku 2021 podle regionu. Zvýšení poptávky si ovšem nutně žádá dodatečné investice do výroby a distribuce elektřiny.

Snížení emisí

Vytápění budov produkuje jednu desetinu celosvětových emisí oxidu uhličitého (CO₂) v energetice. Snížení spotřeby fosilních paliv k vytápění budov je proto spojeno s výrazným snížením emisí. Takže jakýkoliv významnější pokles spotřeby v tomto segmentu vede k nezanedbatelnému snížení emisí.

V „optimistickém“ scénáři splnění všech slibů by podle IEA klesly emise CO₂ z vytápění budov o 1,2 miliardy tun (GtCO2), tedy o více než čtvrtinu. Za 500 milionů tun CO2 z tohoto snížení je zodpovědný rozsáhlý přechod od kotlů na plyn a jiná fosilní paliva k tepelným čerpadlům. Celosvětové emise by se tak snížily zhruba o 2 %, což odpovídá emisní stopě Kanady v roce 2021.

Zásadní je, že emise by se snížily i přesto, že i v případě, že tepelná čerpadla využívají elektřinu z fosilních paliv. Třeba v soustavách s velkým podílem uhlí na výrobě, jako je ta čínská, polská ale do značné míry stále i německá. Je to proto, že tepelná čerpadla jsou třikrát až pětkrát účinnější než kotle na fosilní paliva. Úspory emisí přitom zohledňují také únik fluorovaných skleníkových plynů, které se mohou uvolňovat při výrobě a používání tepelných čerpadel.

IEA odhaduje, že tepelná čerpadla v současné době snižují emise „nejméně o 20 %“ ve srovnání s plynovým kotlem, „a to i v případě, že jsou provozována ve vysokoemisní energetické soustavě“. V „čistší“ síti se rozdíl může zvýšit až na 80 %.

Úspory, ale kdo je zaplatí?

Náklady na provoz tepelných čerpadel byly v řadě zemí nižší na provozní náklady než plynové kotle již před celosvětovou energetickou krizí. Vysoké ceny plynu tuto výhodu na takových trzích ještě zvýšily, v jiných zemích se rovnováha v jejich prospěch vychýlila až v posledních měsících.

Úspory mohou mít pro každého samozřejmě jinou cenu. IEA odhaduje, že u domácností s nízkými příjmy mohou úspory činit v různých zemích činit 2-6 % příjmu. Pro řadu domácností by to byla znatelná pomoc i přesto, že bohatší rodiny by v podstatě na své životní úrovni ani nepocítily.

V porovnání celkových nákladů na vlastnictví i přes vyšší náklady na instalaci tedy tepelná čerpadla jsou v řadě zemí levnější než plynové kotle. Neplatí to všude: na některých trzích, jako například ve Velké Británii a Kanadě, jsou stále potřeba dotace, aby byla tepelná čerpadla cenově konkurenceschopná.

Jejich další výhodou, kterou známe i z našich je zeměpisných šířek, je jejich flexibilita. Mohou posloužit i jako klimatizace pro těch 2,6 miliardy lidí, kteří budou do roku 2050 žít v regionech vyžadujících vytápění i chlazení.

Mimochodem, zpráva IEA nevidí v blízké budoucnosti žádnou „zelenou“ alternativu k čerpadlům. K vodíku jako nízkouhlíkové alternativě se staví velmi skepticky. Zpráva uvádí, že do roku 2030 bude mít „zanedbatelnou roli“ ve skladbě paliv pro vytápění prostor a ohřev vody v APS. Hlavním důvodem je, že při započtení energetických ztrát spojených s přeměnou, přepravou a používáním vodíku jsou vodíkové technologie pro použití v budovách mnohem méně účinné než tepelná čerpadla a další dostupné možnosti.

Vysoké počáteční náklady na instalaci čerpadel jsou ovšem pro řadu možných uživatelů stále významnou překážkou. Ve většině zemí podle IEA „zůstávají dotace klíčem ke zvýšení konkurenceschopnosti.“

V případě, že by státy splnily své sliby, zavedení čerpadel ve velkém měřítku by také vyžadovalo obří investiční „akci“. Roční investice do těchto systémů by měly po světě dosáhnout zhruba 350 miliard dolarů, odhaduje agentura. Kdyby se místo nich plně investovaly plynové kotle, na nutné investice by podle IEA stačilo necelých 200 miliard dolarů. Jinak řečeno, bez jednoduchého přístupu vlastníků a provozovatelů budov ke kapitálu budou tepelná čerpadla v nevýhodě.

Výhody čerpadel jsou totiž značné, ale z velké části jde o výhody obecně sdílené, které se těžko převádí na finanční ekvivalent. Podle IEA by například splnění všech oznámených opatření vedlo i k významnému snížení emisí pevných látek do ovzduší. Ale za to, že se nám všem lépe dýchá, si „nic nekoupíme“. A v takovém případě nezbývá, než aby tento nedostatek trhu nahrazovaly veřejné rozpočty – což samozřejmě není nikomu dvakrát po chuti. I proto jsou na místě pochybnosti, zda všechno, co vlády slíbily podniknout v této oblasti, skutečně dodrží.