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“.
EIA očekává, že přechod od plynových kotlů a jiných fosilních paliv k tepelným čerpadlům sníží do roku 2030 emise skleníkových plynů v rozsahu odpovídajícímu zhruba produkci Kanady. 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 řada zemí EU zavádí pobídky, které mají snížit jejich závislost především na zemním plynu.
Zpráva agentury zaměřená na tepelná čerpadla se soustředí na scénář založený na předpokladu, že vlády v plném rozsahu splní všechny závazky v oblasti klimatu a energetiky, jež přijaly. A to včetně nedávných závazků, jako je evropská strategie REPowerEU na snížení závislosti na ruském plynu. Výsledky porovnává se scénářem označovaným zkratkou STEPS (Stated Policies Scenario), 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 je k jejich pořízení zapotřebí vyšších počátečních investic, díky snížení spotřeby fosilních paliv ve výsledku snižují celkové náklady na zajištění tepelného komfortu.
PRODEJE LETÍ VZHŮRU
V současné době je nejvíce tepelných čerpadel instalováno v Severní Americe a největším trhem je Čína. V roce 2021 pokryla tepelná čerpadla přibližně desetinu celosvětové potřeby tepla na vytápění. Jejich prodej vloni meziročně rostl o 13 %, přičemž v EU byl zaznamenán ještě rychlejší růst (o 35 %). Evropská unie je tak aktuálně nejrychleji rostoucím trhem. V některých jejích členských zemích se již v první polovině loňského roku prodeje oproti roku 2021 zdvojnásobily. V Polsku a v Itálii, které zavedly rozsáhlé finanční pobídky na podporu instalace tepelných čerpadel, došlo v roce 2021 k nárůstu prodejů o více než 60 %.
Nejvíce jsou tepelná čerpadla v rámci Evropy rozšířena v chladných oblastech, jako je Norsko a Finsko, a to díky dlouhodobé vládní podpoře. IEA poznamenává, že tato skutečnost „podkopává argument, že tepelná čerpadla nejsou vhodná pro chladné podnebí“.
Zpráva uvádí, že dotace na tepelná čerpadla jsou nyní dostupné ve více než 30 zemích. Jde o trhy, které dohromady tvoří přibližně 70 % celosvětové poptávky na vytápění obytných budov.
Tepelná čerpadla mají v současnosti celkový výkon více než 1 000 GW. Do roku 2030 by tento počet mohl zdvojnásobit na zhruba 2 100—2 600 GW, v závislosti na tom, jak budou státy dodržovat zatím pouze oznámená opatření v této oblasti.
Velký růst poptávky díky Bidenově „klimatickému“ 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 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 využije na vytápění budov. V EU, která se snaží zbavit závislosti na ruském 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 každoroční prodej těchto zařízení blížit sedmi milionům. V takovém případě by se v souladu s plánem REPowerEU spotřeba plynu v budovách bloku snížila do roku 2030 o 21 miliard m3. To zhruba odpovídá 15 % ruského dovozu do EU v roce 2021.
Na dovozu fosilních paliv jsou ale do značné míry závislé i další země, například Japonsko a Jižní Korea. Jejich politická situace není tak vyhrocená jako v případě Evropy, i ony by ovšem 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 jen zhruba třetinový.
Pokud by státy splnily své sliby, vedlo by to i ke snížení spotřeby ropy a uhlí. Především právě druhé zmíněné palivo se stále používá k vytápění ve velkém měřítku (v Číně či Polsku). Využívání těchto paliv pro vytápění prostor a ohřev vody by se mohlo snížit podle IEA cca o 29 %.
U plynu i u fosilních paliv v širším slova smyslu závisí zhruba polovina poklesu spotřeby fosilních paliv do roku 2030 na zavádění tepelných čerpadel. Zbytek může zajistit zlepšení izolací budov.
Rozšíření tepelných čerpadel nevyhnutelně vyvolá zvýšenou poptávku po elektřině, ale „i to povede díky mnohem vyšší účinnosti k výraznému snížení celkové spotřeby fosilních paliv“, uvádí IEA. Nárůst poptávky po elektrické energii by údajně neměl být veliký: do roku 2030 by se měla 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 desetinu celosvětových emisí CO2 v energetice. Snížení spotřeby fosilních paliv k vytápění budov je proto spojeno s výrazným snížením emisí. Jakýkoliv významnější pokles spotřeby v tomto segmentu tedy povede k nezanedbatelnému snížení emisí.
V „optimistickém“ scénáři splnění všech slibů by podle IEA klesly emise CO2 z vytápění budov o 1,2 Gt, tedy o více než čtvrtinu. Za 500 Mt 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 v tomto procesu je, 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 plynovými kotly, i když 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 než provozní náklady plynových kotlů už před celosvětovou energetickou krizí. Vysoké ceny plynu tuto výhodu ještě výrazně navýšily a rozšířily okruhy zemí, kde se náhrada kotlů tepelnými čerpadly vyplatí.
Úspory mohou mít pro každého samozřejmě jinou cenu. IEA odhaduje, že u domácností s nízkými příjmy mohou úspory činit v různých zemích 2—6 % příjmu. Pro řadu domácností by to byla znatelná pomoc i přesto, že bohatší rodiny by to v podstatě na své životní úrovni ani nepocítily.
V porovnání celkových nákladů na vlastnictví i přes vyšší náklady na instalaci jsou tedy tepelná čerpadla 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.
Další výhodou, kterou známe i z našich zeměpisných šířek, je flexibilita. Tepelná čerpadla 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 státy splní své sliby, bude zavedení čerpadel ve velkém měřítku vyžadovat obří investiční „akci“. Ročně by do těchto systémů mělo po světě směřovat zhruba 350 miliard dolarů, odhaduje agentura. Kdyby se místo nich plně investovalo do plynových kotlů, 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 převádějí 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.