Zemeljski plin: Toplotna črpalka ima lahko plinski motor

Pogoj za ogrevanje z zemeljskim plinom je dostop do plinovodnega omrežja. Skup­na dolžina distribucijskega plinovodnega omrežja v Sloveniji je 4819 kilometrov, urejeno je v 83 občinah. Investicija v ogrevanje z zemeljskim plinom je cenovno ugodna, končne cene plina za gospodinjstva pa so se v zadnjih sedmih letih znižale.

V Sloveniji je bilo leta 2017 po podatkih na spletnem mestu zemeljski-plin.si 133.460 odjemalcev tega energijskega vira. Občine, ki imajo plinovod, občane spodbujajo k ogrevanju z njim. Čeprav je vedno več poudarka na ogrevanju z obnovljivimi viri energije (kar omogočajo toplotne črpalke), je prihodnost tudi v zemeljskem plinu, meni Urban Odar iz Gospodarskega interesnega združenja za distribucijo zemeljskega plina. »V gradnjo plinovoda je bilo vloženo veliko truda in denarja, zato je razumljivo, da si občine prizadevajo poudariti pomen in prednosti plinovodnega omrežja. Še posebno zato, ker slovensko plinovodno omrežje dobro deluje in je energetsko učinkovito. Po drugi strani je prisotnost plinovodnega omrežja za občino prednost, ker lahko občani in gospodarstvo uporabljajo cenovno ugodno energijo,« je pojasnil Odar. Zaradi manjših emisij je po njegovem mnenju spodbuden tudi podatek, da je plinovodno omrežje v Sloveniji urejeno prav tam, kjer je zrak najbolj onesnažen (na območjih večje poseljenosti). »Tako ublaži obremenitev okolja, ki jo povzročajo individualna kurišča. Distribucijsko plinovodno omrežje omogoča še veliko dodatnih priključkov,« je dodal.

Plinovodnemu omrežju se bo dodajal obnovljiv vir energije

Ogljični odtis plinovodnih omrežij je danes najnižji med vsemi daljinskimi sistemi (električno omrežje, daljinsko ogrevanje). »Kljub temu se bo, tako kot pri električnem omrežju in daljinskem ogrevanju, tudi v plinovodno omrežje postopoma dodajal obnovljiv vir energije (metan oziroma vodik),« je opozoril Odar. S tem se bo ogljični odtis plinovodnih omrežji še znižal oziroma se bo delež obnovljivih virov energije povečal. »To pa pomeni, da se bo plin v obliki zemeljskega plina oziroma obnovljivega metana še naprej uporabljal za ogrevanje. Spreminjale se bodo tehnologije pri končnih odjemalcih. Danes se prehaja na kondenzacijsko tehnologijo (ogrevanje z visoko učinkovitimi kondenzacijskimi kotli), sčasoma pa bodo več v uporabi plinske toplot­ne črpalke, kogeneracije in gorivne celice,« je dodal sogovornik.

!!galerija!!

Cenovno ugodna investicija

Prednost ogrevanja z zemeljskim plinom je tudi v cenovno ugodni investiciji, sploh če ima uporabnik že priključek na plinovod. Cene plinskih kotlov se namreč gibljejo od 1000 evrov naprej, privlačni pa so tudi zato, ker zavzamejo malo prostora, so tihi in primerni tako za novogradnje kot obstoječe stavbe s talnim in radiatorskim gretjem.

Cene zemeljskega plina so se v zadnjih sedmih letih znižale za 27 odstotkov (obdobje druge polovice leta 2018 glede na drugo polovico leta 2011), cene električne energije pa postopoma naraščajo. »Razmerje med ceno 1 kWh zemeljskega plina in 1 kWh električne energije je danes skoraj 1:3, medtem ko je bilo leta 2011 manj kot 1:2. To pomeni, da je danes cena zemeljskega plina skoraj trikrat nižja od cene električne energije,« je pojasnil Odar. Za bolj plastično primerjavo: leta 2018 je bila cena 1 kWh zemeljskega plina 0,0567 evra, za 1 kWh električne energije pa 0,1606 evra.

Plinske toplotne črpalke

Leta 2021, ko bodo morale po predpisih (gradnja v skoraj ničenergijskem standardu, sNES) vse novogradnje vsaj polovico energije pridobiti iz obnovljivih virov, bo tudi zemeljski plin ustrezal tem zahtevam, zatrjuje Odar. Poleg plina iz obnovljivih virov energije bodo kot energetska rešitev primerna izbira plinske toplotne črpalke. Te bodo namesto elektrike za delovanje uporabljale plin oziroma bodo imele plinski motor.

»Študija, ki so jo opravili na fakulteti za strojništvo (Primerjalna tehnično-ekonomska analiza uporabe toplotnih črpalk s plinskim motorjem pri oskrbi stavbe s toplotno in hladilno energijo, op. p.), je pokazala, da imajo sistemi s toplotno črpalko s plinskim motorjem tipa voda/voda (izkoriščanje odpadne toplote motorja), najnižjo rabo primarne energije, najnižje izpuste ogljikovega dioksida in najvišjo vrednost PER (razmerje med koristno in primarno energijo),« je pojasnil Odar. Toplotna črpalka s plinskim motorjem omogoča ogrevanje, hlajenje in pripravo tople sanitarne vode. Za pogon kompresorja skrbi motor z notranjim zgorevanjem. Pri porabi primarne energije so kompresijske plinske toplotne črpalke učinkovitejše od električnih, ker lahko odpadno toploto, ki nastaja med zgorevanjem, uporabimo za ogrevanje.

Absorpcijske toplotne črpalke

Poznamo tudi absorpcijske toplotne črpalke, ki imajo namesto kompresorja vgrajen absorber (kondenzator). Plinske absorpcijske toplotne črpalke spadajo v kategorijo naprav, ki izrabljajo obnovljive vire energije, saj za ogrevanje in hlajenje, poleg energije plina, uporabljajo del toplot­ne energije iz okolice (zrak, zemlja, voda in odpadna voda). Takšna toplotna črpalka vsebuje naravni plin amonijak in vodo, ne pa toplogrednih plinov HFC, ki jih najdemo pri električnih. Sistemski krogotok prenaša raztopino vode in amonijaka ter helij kot pomožni plin, zato za delovanje ne potrebujemo gibljivih delov, kot so denimo črpalke. Rezultat tega je toplotna črpalka brez gibljivih delov, ki ima dolgo življenjsko dobo in skoraj ne potrebuje vzdrževanja.

Hibridne toplotne črpalke v kombinaciji s plinskim kotlom

Toplotnim črpalkam se pri nizkih zunanjih temperaturah grelno število (COP) poslabša, zato se na trgu pojavljajo tudi hibridne izvedbe, ki so kombinirane s plinskimi ali oljnimi ogrevalnimi kotli. Z Urbanom Martinučem iz podjetja Airabela smo se pogovarjali predvsem o prvih.

Hibridne toplotne črpalke tipa zrak/voda in kombinirane s plinskim kotlom (COP je 5,04) so primerne predvsem za plinificirane objekte in uporabnike, ki se odločajo za menjavo dotrajanega plinskega kotla. »Za tiste, ki bi želeli zamenjati vir ogrevanja, je investicija lahko draga,« je opozoril Martinuč.

»Hibridna toplotna črpalka deluje tako, da preklapljanje med obema viroma ogrevanja usklajuje glede na spreminjanje gibanja cen zemeljskega plina in elektrike, zunanje temperature ter dejansko notranjo toplotno obremenitev. Ko zunanja temperatura pade pod –10 stopinj Celzija, kar pomeni, da se COP toplotne črpalke zniža, se vklopi plinski kotel,« je pojasnil. Novodobne hibridne toplotne črpalke poleg preklapljanja med viroma ogrevanja omogočajo tudi sočasno delovanje, kar v splošnem pomeni, da toplotna črpalka vodo segreje do določene temperature, plinski kotel pa jo dogreje do želene.

Poleg učinkovitega delovanja tudi v hudi zimi hibridna toplotna črpalka (TČ zrak/voda + plinski kotel) zavzame toliko prostora na steni kot obstoječi plinski kotel, kar pomeni, da niso potrebni dodatni posegi v prostor. Sestavljata jo zunanja in notranja enota, v kateri so združeni toplot­na črpalka in plinski kotel ter dve ekspanzijski posodi. Podobno kot pri stenskih plinskih kotlih so vse povezave na dnu enote dostopne s sprednje strani, kar olajša servisiranje.