Ekologiczność GAHP vs. pompa elektryczna

Dział: Artykuły | Data dodania: 29.08.11 12:21:00

Inwestycje w produkcję energii czy to cieplnej, czy elektrycznej, są skierowane nie tylko na zmniejszenie kosztów użytkowania i wydajność urządzeń ale także na ich ekologiczność

Istotna jest zwłaszcza eliminacja emisji szkodliwych gazów do powietrza. Światowe działania skupiają się na ograniczeniu emisji toksycznych tlenków azotu i siarki mających niszczący wpływ na organizmy żywe, redukcji emisji CO2, który przyczynia się do globalnego ocieplenia. Istnieje możliwość bezpośredniej redukcji tych związków poprzez różne metody filtrowania i wychwytywania ich, ale także poprzez bardziej oszczędne zużywanie prądu lub w ogóle przejście na odnawialne źródła energii.

Oprócz typowych urządzeń (takich jak turbiny wiatrowe, kolektory słoneczne, elektrownie wodne) wykorzystujących tylko odnawialne źródła energii, do przyjaznych środowisku zalicza się również pompy ciepła. Niewątpliwie wykorzystują one „czystą energię” z gruntu, powietrza, wód powierzchniowych czy gruntowych, ale aby funkcjonować muszą być zasilane jakąś formą energii. W aktualnych technologiach pomp ciepła wykorzystuje się do tego prąd z sieci lub gaz ziemny. Spójrzmy jaki wpływ na ekologię mają te dwa źródła zasilania pomp ciepła.

Gazowa absorpcyjna pompa ciepła GAHP korzysta z energii spalanego gazu. Mimo że jest on zaliczany do paliwa kopalnego, zawiera znikomą ilość związków azotu i siarki, emituje 30% mniej CO2 w porównaniu z ropą naftową i 45% mniej od węgla kamiennego, a także nie pozostawia stałych produktów spalania – pyłów. Jest paliwem wysokokalorycznym i jego spalanie przebiega z wysoką sprawnością powyżej 90%.

Elektryczna pompa ciepła jest zasilana prądem. W przeciwieństwie do absorpcyjnej gazowej pompy ciepła, ona sama nie emituje żadnych zanieczyszczeń. Spójrzmy jednak na ogólny bilans energii uwzględniający pozyskiwanie samej energii elektrycznej. 90% energii naszego kraju wytwarzają elektrownie cieplne. 60% z nich jest opalane węglem kamiennym, a 38% węglem brunatnym. Oba te minerały są uważane za najbardziej „brudne” paliwo energetyczne.

Największą słabością elektrowni węglowych jest ich sprawność. Polskie przestarzałe bloki energetyczne osiągają wartości na poziomie 30 – 35%. Trzy nowo wybudowane elektrownie osiągają sprawności 40 – 45% (Łagisza, Pątnów i Bełchatów). Jednakże i tak wypadają one blado przy ponad 90% sprawności spalania gazu.

Do tego wszystkiego dochodzi jeszcze kiepski stan techniczny naszej wiekowej sieci przesyłowej. W efekcie do gniazdka w naszym domu dochodzi zaledwie ok. 30% tego co potencjalnie można by otrzymać spalając węgiel bez żadnych strat. 

Rys. 1. Bilans energii w elektrycznej pompie ciepła (po lewej) i gazowej pompie ciepła (po prawej). Analiza przeprowadzona dla warunków niemieckich.[1]

Spójrzmy na przykładowy bilans energetyczny przedstawiony dla realiów niemieckich. W celu wyprodukowania 100 kW ciepła w przypadku pompy elektrycznej marnujemy 48 kW energii z powodu niskiej sprawności elektrowni i strat w sieci energetycznej. Spalając gaz „na miejscu” w gazowej pompie ciepła omijamy cały problem przesyłu energii i strat powstałych na skutek użycia węgla jako paliwa.

Należy też zaznaczyć, że przyjęta w bilansie efektywność gazowej pompy ciepła wynosi 130%, a np. gazowa powietrzna pompa ciepła GAHP-A firmy Robur jest w stanie osiągnąć sprawność nawet do 170%.

Patrząc w przyszłość jeszcze długo będziemy opierać naszą energetykę na paliwach odnawialnych. Są to najtańsze i najlepiej dostępne źródła energii. Starając się ograniczyć szkodliwy wpływ na środowisko, energetyka idzie w stronę gazu ziemnego. Sprzyjają temu nowe perspektywy w wydobyciu gazu w Polsce, budowa gazoportu w Świnoujściu, a także badania nad wykorzystaniem krajowych złóż gazu łupkowego. Dlatego technologia gazowych absorpcyjnych pomp ciepła zapowiada się bardzo obiecująco zarówno pod względem ekologicznym jak i ekonomicznym.

Źródła:[1] Dr. R. Albus, W. Weßing, Dr. S. Ramesohl, Gas heat pumps the renewable heating systems for the future?

---

Komentarze

---