20 lat badań terenowych i cała prawda o pompach ciepła

Niezależnie od tego, czy jesteś zwolennikiem pomp ciepła, czy masz do nich dystans, warto zweryfikować argumenty pojawiające się w dyskusjach o tej technologii. Doktor inż. Marek Miara, wybitny ekspert od pomp ciepła o międzynarodowej renomie, stworzył w tym celu 18-częściowy cykl edukacyjny „Pompy ciepła: odpowiedzi na nurtujące Cię pytania”, publikowany na stronie kampanii informacyjnej PORT PC „Pompuj ciepło z głową”. W opracowaniu bazuje na swoim ponad 20-letnim doświadczeniu z badań terenowych domowych instalacji z pompami ciepła prowadzonych przez Instytut Fraunhofera.  

Jak zauważa we wstępie do bloga dr Marek Miara, w historii ludzkości prawdopodobnie o żadnej technologii grzewczej nie dyskutowano tak intensywnie jak obecnie o pompach ciepła. Dyskusja dawno odbiegła od kwestii technicznych i stała się konfrontacją polityczną. 

Tymczasem, jak wskazuje autor, nie powinniśmy korzystać z technologii pomp ciepła, dlatego że niektórzy politycy forsują jej stosowanie lub z niej nie korzystać, bo inni nazywają ją „zieloną fanaberią”. Powinniśmy wykorzystywać pompy ciepła, ponieważ – jak wykazały liczne badania i analizy − jest to najlepsze, najszybsze i najbardziej opłacalne rozwiązanie dla udanej transformacji energetycznej. Niewątpliwie stwarza ono również pewne wyzwania, ale alternatywy po prostu nie są lepsze. 

Fakty zamiast spekulacji

Zasadniczym celem bloga dr Marka Miary jest zastąpienie spekulacji faktami w oparciu o doświadczenie z ponad 20 lat badań rzeczywistych instalacji z pompami ciepła. 

Wyniki tych badań są przekładane na jasne odpowiedzi na niemal wszystkie tematy – od podstawowych, dotyczących zasadności stosowania pomp ciepła w istniejących budynkach lub układach hybrydowych oraz tzw. ekologicznych alternatyw, po bardziej zaawansowane, które odnoszą się do czynników chłodniczych, magazynowania energii i taryf dynamicznych oraz integracji z innymi technologiami, w tym sztuczną inteligencją. To tworzy solidny, niezależny fundament wiedzy, który zapewnia wszystkim osobom zainteresowanym technologią pomp ciepła pewność podejmowania decyzji.
18 odcinków bloga wpisuje się w sześć głównych kategorii tematycznych.

1. Podstawy i kontekst

Dlaczego pompy ciepła są ważne dla społeczeństwa, klimatu i transformacji energetycznej oraz co przesądza, że są najszybszą i najbardziej opłacalną drogą do niezależności energetycznej? Odpowiedzi na te pytania znajdziemy już na początku bloga. Dzięki analizie środowiskowej, dowiemy się, jak ekologiczna jest pompa ciepła. Jeśli porównamy ją na przykład z ogrzewaniem gazowym, to biorąc pod uwagę aktualny polski miks energetyczny, średnią efektywność pompy ciepła na poziomie 3,4 (dane z badań terenowych w budynkach istniejących) oraz sprawność kotła gazowego 90 procent, ogrzewanie pompą oznacza redukcję emisji dwutlenku węgla o ok. 27 procent. Jest to redukcja wyraźnie mniejsza niż w innych krajach UE ze względu na wyższą emisyjność polskiego miksu, ale wciąż realna korzyść klimatyczna, która w kolejnych latach będzie tylko rosła wraz z coraz większym udziałem OZE w produkcji energii elektrycznej w Polsce. 

Warto dodać, że porównanie to dotyczy najczystszego z paliw kopalnych. W przypadku oleju opałowego, a w szczególności węgla, pompy ciepła są bezkonkurencyjne, jeśli chodzi o ochronę środowiska. 

W opracowaniu dr Marka Miary sprawdzimy też, na ile realne jest osiągnięcie ambitnych, unijnych celów w zakresie przyrostu liczby instalacji pomp ciepła w krajach UE, czyli 60 milionów dodatkowych pomp ciepła do 2030 roku.

Poznamy również fakty naukowe, które obalają szereg uporczywych mitów na temat pomp ciepła. Wieloletnie badania terenowe przekonują między innymi, że pompy ciepła mogą pracować efektywnie zarówno w umiarkowanym, jak i chłodnym klimacie, a nawet w ekstremalnie niskiej temperaturze (np. na Alasce), w zabytkowych budynkach lub starszych, które nie zostały poddane termomodernizacji, czy też w połączeniu z tradycyjnymi grzejnikami. 

2. Technologia i systemy

Ta część bloga wyjaśnia, jak działają pompy ciepła, prezentuje różne typy systemów, a także ukazuje ewolucję samej technologii zwłaszcza w ostatnich 20 latach i zmiany w wykorzystaniu czynników chłodniczych. Jak zauważa autor, szereg mitów na temat pomp ciepła ma swoje źródło właśnie w braku aktualnej wiedzy o technologii. Dowiemy się zatem, że nowoczesna pompa ciepła oznacza urządzenie cichsze o 10-15 dB, o 20 proc. efektywniejsze oraz gotowe do pracy nawet w temperaturze zasilania do 70°C – czyli idealne do modernizacji istniejących systemów grzewczych. 

Poznamy także szczegółowe wyniki kilku analiz porównujących różne technologie. W pierwszej z nich autor bloga zestawia elektryczne pompy ciepła z hybrydami obejmującymi pompę ciepła i urządzenie zasilane paliwem kopalnym − generalnie w 95 proc. przypadków same pompy ciepła okazują się lepszym rozwiązaniem niż hybrydy z uwagi na niższe koszty i wyższą efektywność. W kolejnej analizie znajdziemy praktyczną charakterystykę pomp ciepła powietrze-powietrze na tle pomp ciepła powietrze-woda oraz argumenty za wyborem (ew. przeciw) jednej z tych technologii.

Pragmatyczne decyzje zdecydowanie ułatwi także przygotowana przez dr Marka Miarę kompleksowa ocena wszystkich technologii grzewczych, w tym pomp ciepła, gazu, wodoru, biomasy i ogrzewania sieciowego. Wyłania się z niej jasny obraz: pompy ciepła oraz zdekarbonizowane sieci ciepłownicze wypadają najkorzystniej w ogólnej ocenie – jako najlepsze rozwiązanie dla klimatu, niezależności od importu paliw kopalnych i przyszłego systemu energetycznego, a także rozwiązanie najbardziej pragmatyczne dla użytkowników końcowych. Systemy grzewcze oparte na paliwach kopalnych znacząco tracą w kolejnych latach, mimo że teraz nadal mają przewagę pod względem kosztów inwestycyjnych, a często i przydatności do codziennego użytku. Wynik ten jest zgodny z konsensusem naukowym. 

3. Ekonomia i koszty

Koszty operacyjne, koszty instalacji i długoterminowa analiza finansowa na podstawie rzeczywistych danych w zakresie oszczędności, trendów cenowych w przyszłych latach i zwrotu z inwestycji – to kolejna ważna część opracowania dr Marka Miary.

Autor zestawia ogrzewanie pompą ciepła z ogrzewaniem gazowym, wskazując, jakie czynniki wpływają na koszty zaopatrzenia budynku w energię cieplną i na które z nich mamy wpływ w odniesieniu do obu technologii. Wnioski są jednoznaczne: pompy ciepła już dziś mają ekonomiczną przewagę nad ogrzewaniem gazowym. Nawet w budynkach bez termomodernizacji i przy obecnych relatywnie wysokich cenach energii pozwalają zaoszczędzić około 22 procent na rachunkach za ogrzewanie. 

Dodatkowo możliwe jest istotne obniżenie kosztów dzięki wykorzystaniu instalacji fotowoltaicznej, elastycznych taryf i działaniom zwiększającym efektywność urządzeń, co nie jest dostępne w przypadku gazu.

4. Wydajność w świecie rzeczywistym

20 lat badań terenowych monitorujących ponad 840 instalacji pomp ciepła w istniejących domach jednorodzinnych dowodzi, że urządzenia te są wydajne niezależnie od wieku budynku. W najnowszym badaniu z 2024 roku, prezentowanym przez dr Marka Miarę, które objęło 61 instalacji głównie w budynkach starszych, w tym bez termomodernizacji i z tradycyjnymi grzejnikami, pompy ciepła osiągały średnią sezonową efektywność (SPF) od 2,6 do 4,9. 

Analizując 6 studiów przypadku budynków z lat 1826–1995, możemy się dodatkowo przekonać, że dzięki odpowiedniemu projektowaniu i hydraulice, pompy ciepła sprawdzą się nawet w nieodnawianych budynkach zabytkowych, uzyskując tam wysoką efektywność − współczynnik SPF w przedziale 3,5–5,1. 

Niezwykle ważnym obszarem dla transformacji ogrzewnictwa są budynki wielorodzinne, zwłaszcza te istniejące. Dziś mamy już ponad 100 udokumentowanych naukowo przypadków, które dowodzą, że pompy ciepła działają efektywnie w takich budynkach na całym świecie. Generalnie są to scentralizowane systemy dla poszczególnych jednostek, jednak do wyboru jest co najmniej kilka wariantów, które dr Marek Miara przedstawia na konkretnych przykładach zrealizowanych inwestycji.

5. Planowanie i wdrażanie

Na rynku jest ponad 10 tysięcy certyfikowanych modeli pomp ciepła, które mają europejskie znaki jakości. Jak znaleźć urządzenie odpowiednie dla swojego domu? Czym się kierować przy wyborze pompy i instalatora? Na te pytania również znajdziemy odpowiedzi w blogu dr Marka Miary, który przygotował praktyczny przewodnik, krok po kroku prowadzący przez całą inwestycję – od obliczenia obciążenia cieplnego budynku, po wybór instalatora i urządzenia, aż po uruchomienie systemu grzewczego.

6. Inteligentna integracja

Pompa ciepła to nie tylko urządzenie grzewcze (czy chłodzące), ale także możliwość wykorzystania najnowszych zdobyczy technologicznych – dla zwiększenia komfortu, bezpieczeństwa energetycznego i minimalizacji kosztów energii. Optymalizacja z AI, integracja z energią słoneczną i inteligentne zarządzanie energią w budynku tworzą system grzewczy nowej generacji, który uczy się, adaptuje do konkretnych warunków i maksymalizuje efektywność. To, jak stworzyć taki system wyjaśnia w swoim blogu dr Marek Miara.

Dowiemy się, jak pompy ciepła, wykorzystując panele fotowoltaiczne, magazyny energii i samochody elektryczne, stają się wydajnymi, kompletnymi systemami energetycznymi. Przyjrzymy się analizie oszczędności, poznamy praktyczne aspekty własnej produkcji i ładowania dwukierunkowego.

Na początek warto wiedzieć, że wykorzystanie sztucznej inteligencji do sterowania pompą ciepła zwiększa jej wydajność o 5-13 proc., redukuje koszty ogrzewania nawet o 40 proc. i znacząco wspiera elastyczność sieci energetycznej. Potwierdzają to wyniki badań. Z kolei inteligentny system zarządzania energią w domu (typu HEMS) optymalizuje pracę pompy ciepła, zapewniając obniżenie rachunków o 15-25 proc. oraz korzystanie z usług sieciowych. 

Czas na wnioski i działania

Jak podkreśla dr Marek Miara, pompa ciepła jest już technologią dojrzałą technicznie, konkurencyjną pod względem ekonomicznym, przyjazną dla środowiska i wyjątkowo wszechstronną. Wszelkie naukowe analizy wskazują, że nie ma ona alternatywy, która dotrzymałaby jej kroku w wymaganej skali. Rzekome przeszkody – takie jak dostępne moce produkcyjne, wykwalifikowana kadra czy wykorzystanie pomp ciepła w istniejących budynkach – zostały już w dużej mierze pokonane. Brakuje jednak odpowiednich warunków ramowych: sprawiedliwego stosunku cen energii elektrycznej do gazu czy węgla, politycznej pewności i większej standaryzacji zarówno w budynkach jednorodzinnych, jak i wielorodzinnych. Żaden z tych celów nie jest nieosiągalny.

Dalsze czekanie z instalacją pompy ciepła nie jest ani decyzją neutralną, ani racjonalną. Każdy system ogrzewania gazowego zainstalowany dzisiaj zamiast pompy ciepła wiąże gospodarstwo domowe z paliwami kopalnymi na 15 do 20 lat. Europa importuje około 90 proc. gazu. Każda pompa ciepła zastępująca system ogrzewania gazowego wzmacnia niezależność energetyczną. Każdy miesiąc opóźnienia powiększa dystans do celów klimatycznych, a jednocześnie uderza w kieszeń użytkownika. 

Źródło: PORT PC
_______________________
Pierwsze trzy odcinki z 18-częściowego cyklu dr inż. Marka Miary „Pompy ciepła: odpowiedzi na nurtujące Cię pytania” są już dostępne na stronie kampanii informacyjnej PORT PC „Pompuj ciepło z głową”. Kolejne będą sukcesywnie publikowane co tydzień aż do końca roku. Zachęcamy do korzystania z materiałów przy zachowaniu praw autorskich.

Link do bloga dr inż. Marka Miary: https://www.pompujcieplozglowa.pl/blog.html



Dr inż. Marek Miara jest założycielem organizacji non-profit Heat Pumps Watch zajmującej się upowszechnianiem rzetelnej wiedzy na temat technologii pomp ciepła i transformacji sektora ogrzewania. Jej działalność opiera się na analizach i rekomendacjach przygotowywanych przy wsparciu ekspertów z obszarów nauki, przemysłu, organizacji pozarządowych, komunikacji i badań, a celem jest kształtowanie świadomych postaw konsumentów wobec pomp ciepła. Ponadto, Marek Miara przez ponad 20 lat kierował badaniami nad pompami ciepła w Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (Fraunhofer ISE) w Niemczech, gdzie zyskał przydomek „papieża pomp ciepła”. Jest członkiem gremiów normalizacyjnych VDI (Związek Niemieckich Inżynierów), zasiada w zarządach Europejskiego Stowarzyszenia Pomp Ciepła (EHPA) i niemieckiego stowarzyszenia chłodnictwa i klimatyzacji DKV, a także jest współzałożycielem Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła (PORT PC).


Polska Organizacja Rozwoju Technologii Pomp Ciepła (PORT PC) to organizacja branżowa działająca od 2011 roku na rzecz rozwoju rynku pomp ciepła, elektryfikacji ogrzewania oraz poprawy efektywności energetycznej budynków w Polsce. PORT PC wspiera rozwój standardów technicznych, edukację rynku, współpracę branżową oraz dialog z administracją publiczną.
Więcej informacji: www.portpc.pl

PORT PC
press box