ZAŁĄCZNIK

Wytyczne dla państw członkowskich dotyczące obliczania energii odnawialnej z pomp ciepła w odniesieniu do różnych technologii pomp ciepła na podstawie art. 5 dyrektywy 2009/28/WE [1]

1. WPROWADZENIE

Załącznik VII do dyrektywy w sprawie energii odnawialnej 2009/28/WE (dyrektywa) ustanawia podstawową metodę obliczania energii odnawialnej dostarczanej przez pompy ciepła. Załącznik VII określa trzy parametry niezbędne do obliczania ilości energii odnawialnej pochodzącej z pomp ciepła na potrzeby wyliczania celów w zakresie energii odnawialnej:

a) sprawność produkcji energii (η lub eta);

b) szacunkowe użyteczne ciepło pochodzące z pomp ciepła (Q_usable);

c) „współczynnik wydajności sezonowej” (SPF).

Metodyka wyznaczania sprawności produkcji energii (η) została uzgodniona na posiedzeniu grupy roboczej ds. statystyki energii odnawialnej z dnia 23 października 2009 r. (¹). Dane wymagane do obliczania sprawności produkcji energii są objęte rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1099/2008 z dnia 22 października 2008 r. w sprawie statystyki energii (²). Sprawność produkcji energii (η), według najnowszych danych za rok 2010, wynosi 0,455 (czyli 45,5 %) (³), co jest wartością, która ma być stosowana do 2020 r.

Wytyczne te określają więc, w jaki sposób państwa członkowskie powinny szacować dwa pozostałe parametry: Q_usable oraz „współczynnik wydajności sezonowej” (SPF), biorąc pod uwagę różne warunki klimatyczne, w szczególności klimaty bardzo zimne. Za pomocą tych wytycznych państwa członkowskie mogą obliczyć ilość energii odnawialnej dostarczanej przez technologie pomp ciepła.

2. DEFINICJE

Na potrzeby niniejszej decyzji stosuje się następujące definicje:

„Q_usable” oznacza, wyrażone w GWh, szacunkowe całkowite użyteczne ciepło pochodzące z pomp cieplnych, obliczane jako iloczyn znamionowej wydajności grzewczej (P_rated) i rocznej liczby równoważnych godzin pracy pomp ciepła (H_HP);

„roczna liczba równoważnych godzin pracy pomp ciepła” (H_HP) to, wyrażona w h, zakładana roczna liczba godzin, w czasie których pompa ciepła ma dostarczać energię cieplną przy wydajności znamionowej w celu dostarczenia całkowitego ciepła użytecznego dostarczanego przez pompy ciepła;

„wydajność znamionowa” (P_rated) oznacza wydajność chłodniczą lub grzewczą cyklu sprężania par lub cyklu sorpcyjnego urządzenia w warunkach znamionowych znormalizowanych;

„SPF” oznacza szacunkowy przeciętny współczynnik wydajności sezonowej, czyli „współczynnik efektywności sezonowej netto w trybie aktywnym” (SCOP_net) dla pomp ciepła zasilanych energią elektryczną lub „sezonowe zużycie energii pierwotnej w trybie aktywnym netto” (SPER_net) dla pomp ciepła zasilanych energią cieplną.

3. SZACOWANIE WARTOŚCI SPF I Q_USABLE

3.1. Zasady metodyki

Metodyka opiera się na trzech głównych zasadach:

a) metodyka musi być prawidłowa pod względem technicznym;

b) podejście musi być pragmatyczne, równoważące dokładność z opłacalnością;

c) domyślne współczynniki do określania wkładu energii odnawialnej pochodzącej z pomp ciepła ustalane są na ostrożnym poziomie, tak aby zmniejszyć ryzyko przeszacowania wkładu energii odnawialnej pochodzącej z pomp ciepła.

Państwa członkowskie zachęca się do skorygowania ostrożnych wartości domyślnych poprzez dostosowanie ich do warunków krajowych/regionalnych, włącznie z opracowaniem dokładniejszej metodyki. Takie poprawki należy zgłosić Komisji i podać do wiadomości publicznej.

3.2. Zarys metodyki

Zgodnie z załącznikiem VII do dyrektywy ilość energii odnawialnej dostarczanej przez technologie pomp ciepła (E_RES) oblicza się za pomocą następującego wzoru:

E_RES = Q_usable * (1 – 1/SPF)

Q_usable = H_HP * P_rated

Gdzie:

– Q_usable = szacunkowe całkowite użyteczne ciepło pochodzące z pomp cieplnych [GWh],

– H_HP = równoważne godziny pracy z pełnym obciążeniem [h],

– P_rated = wydajność zainstalowanych pomp ciepła, z uwzględnieniem całkowitego okresu eksploatacji różnych rodzajów pomp ciepła [GW],

– SPF = szacunkowy przeciętny współczynnik wydajności sezonowej (SCOP_net lub SPER_net).

Wartości domyślne dla H_HP i ostrożne wartości domyślne dla SPF znajdują się w tabeli 1 i w tabeli 2 w rozdziale 3.6.

3.3. Minimalna sprawność pomp ciepła wymagana do uznania energii za energię odnawialną na podstawie dyrektywy

Zgodnie z załącznikiem VII do dyrektywy państwa członkowskie dopilnowują, aby uwzględniane były jedynie pompy ciepła o SPF wynoszącym powyżej 1,15 * 1/η.

Przy sprawności produkcji energii (η) ustalonej na poziomie 45,5 % (zob. sekcja 1 i przypis 3) oznacza to, że minimalna wartość SPF dla pomp ciepła zasilanych energią elektryczną (SCOP_net) musi wynosić 2,5, aby energia została uznana za energię odnawialną zgodnie z dyrektywą.

Dla pomp ciepła zasilanych energią cieplną (bezpośrednio lub poprzez spalanie paliw) sprawność produkcji energii (η) jest równa 1. Dla takich pomp ciepła minimalna wartość SPF (SPER_net) musi wynosić 1,15, aby energia została uznana za odnawialną zgodnie z dyrektywą.

Państwa członkowskie powinny zbadać, w szczególności w odniesieniu do powietrznych pomp ciepła, jak duży udział w mocy już zainstalowanych pomp ciepła mają urządzenia o wartości SPF większej od sprawności minimalnej. Przy tej ocenie państwa członkowskie mogą się opierać zarówno na danych badawczych, jak i pomiarach, chociaż brak danych może w wielu przypadkach ograniczyć ocenę do ekspertyzy przeprowadzonej przez każde państwo członkowskie. Takie ekspertyzy powinny być ostrożne, co oznacza, że należy raczej nie doszacować niż przeszacować wkład pomp ciepła (⁴). Jeżeli chodzi o powietrzne podgrzewacze wody, to z reguły tylko w wyjątkowych wypadkach takie pompy ciepła mają SPF powyżej minimalnej wartości progowej.

3.4. Granice układu do celów pomiaru energii z pomp cieplnych

Granice układu do celów pomiaru obejmują cykl obiegu czynnika chłodniczego, pompę czynnika chłodniczego oraz, w przypadku ad/absorpcji, dodatkowo cykl sorpcyjny i pompę rozpuszczalnika. SPF należy wyznaczyć jako współczynnik efektywności sezonowej (SCOP_net) zgodnie z normą EN 14825:2012 lub jako wskaźnik sezonowego zużycia energii pierwotnej (SPER_net) zgodnie z normą EN 12309. Oznacza to, że należy uwzględnić energię elektryczną lub paliwo zużyte na potrzeby działania pompy ciepła i obiegu czynnika chłodniczego. Odpowiednie granice układu przedstawiono na rysunku 1 poniżej jako SPFH₂, zaznaczone na czerwono.

Rysunek 1

Granice systemu do celów pomiaru SPF i Q_usable. Źródło: SEPEMO build

Źródło: SEPEMO build.

Na rysunku 1 zastosowano następujące skróty:

E_{S_ fan/pump} Energia wykorzystywana do napędzania wentylatora lub pompy, które powodują obieg czynnika chłodniczego

E_{HW_ hp} Energia wykorzystywana do napędzania pompy

E_{bt_ pump} Energia wykorzystywana do napędzania pompy powodującej obieg czynnika, który absorbuje energię otoczenia (dotyczy tylko niektórych pomp ciepła)

E_{HW_bu} Energia wykorzystywana do napędzania dodatkowego ogrzewacza (dotyczy tylko niektórych pomp ciepła)

E_{B_fan/pump} Energia wykorzystywana do napędzania wentylatora lub pompy, które powodują obieg czynnika, który dostarcza końcowego ciepła użytecznego

Q_{H_hp} Ciepło dostarczane ze źródła ciepła poprzez pompę ciepła

Q_{W_hp} Ciepło dostarczane z energii mechanicznej wykorzystywanej do zasilania pompy ciepła

Q_{HW_hp} Ciepło dostarczane z dodatkowego ogrzewacza (dotyczy tylko niektórych pomp ciepła)

E_RES Odnawialna energia aerotermalna, geotermalna lub hydrotermalna (źródło ciepła) wychwycona przez pompę ciepła

E_RES E_RES = Q_usable – E_{S_fan/pump} – E_{HW_hp} = Q_usable * (1 – 1/SPF)

Q_usable Q_usable = Q_{H_hp} + Q_{W_hp}

Z granic systemu określonych powyżej wynika, że obliczenie energii odnawialnej dostarczanej przez pompy ciepła zależy od samej pompy ciepła, a nie od układu grzewczego, którego część stanowi. Nieefektywne wykorzystywanie energii z pomp cieplnych jest tym samym kwestią efektywności energetycznej i nie powinno mieć wpływu na obliczanie energii odnawialnej dostarczanej przez pompy ciepła.

3.5. Warunki klimatyczne

Definicja warunków klimatu umiarkowanego, chłodnego i ciepłego jest zgodna z metodą zaproponowaną w projekcie rozporządzenia delegowanego Komisji w sprawie etykietowania energetycznego ogrzewaczy (⁵), gdzie „warunki klimatu umiarkowanego”, „warunki klimatu chłodnego” i „warunki klimatu ciepłego” oznaczają warunki temperaturowe właściwe, odpowiednio, dla następujących miast: Strasburg, Helsinki i Ateny. Sugerowane obszary warunków klimatycznych przedstawiono na rysunku 2 poniżej.

Rysunek 2

Obszary warunków poszczególnych rodzajów klimatu

W przypadku gdy dla jednego państwa członkowskiego istnieją warunki kilku rodzajów klimatu, państwa członkowskie powinny dokonać oceny zainstalowanej mocy pomp ciepła w odniesieniu do obszaru, na którym występują warunki odpowiedniego klimatu.

3.6. Wartości domyślne SPF i Q_usable dla pomp ciepła

Wartości domyślne H_HP i SPF (SCOP_net) dla pomp ciepła zasilanych energią elektryczną przedstawiono w tabeli poniżej:

Tabela 1

Wartości domyślne H_HP i SPF (SCOP_net) dla pomp ciepła zasilanych energią elektryczną

Wartości domyślne H_HP i SPF (SPER_net) dla pomp ciepła zasilanych energią cieplną przedstawiono w tabeli poniżej:

Tabela 2

Wartości domyślne H_HP i SPF (SCOP_net) dla pomp ciepła zasilanych energią cieplną

Wartości domyślne podane w tabelach 1 i 2 powyżej są typowe dla segmentu pomp ciepła o SPF powyżej minimalnej wartości progowej, co oznacza, że pompy ciepła o SPF poniżej 2,5 nie były brane pod uwagę przy ustalania wartości typowych (⁶).

3.7. Uwagi dotyczące pomp ciepła o zasilaniu innym niż elektryczne

Pompy ciepła, które nie wykorzystują energii elektrycznej, wykorzystujące paliwa płynne lub gazowe do zasilania sprężarki lub cieplny proces ad/absorpcji (napędzany poprzez spalanie paliwa płynnego lub gazowego, energię geotermalną/solarną lub ciepło odpadowe), dostarczają energię odnawialną, jeżeli „sezonowe zużycie energii pierwotnej w trybie aktywnym netto” (SPER_net) wynosi 115 % lub jest większy niż ta wartość (⁷).

3.8. Uwagi dotyczące pomp ciepła wykorzystujących powietrze wywiewne jako źródło energii

Pompy ciepła wykorzystujące powietrze wywiewne jako źródło energii korzystają z energii otoczenia, dlatego dostarczają energii odnawialnej. Ale jednocześnie takie pompy ciepła odzyskują energię z powietrza wywiewnego, która nie stanowi energii aerotermalnej zgodnie z dyrektywą (⁸). Dlatego tylko energia aerotermalna jest liczona jako energia odnawialna. Uwzględnia się to poprzez korektę wartości H_HP dla takich pomp ciepła, jak określono w rozdziale 3.6.

3.9. Uwagi dotyczące powietrznych pomp ciepła

Wartości H_HP podane w tabelach 1 i 2 powyżej opierają się na wartościach H_HE, uwzględniając nie tylko czas używania pompy cieplnej, ale także czas używania dodatkowego ogrzewacza. Ponieważ ogrzewacz dodatkowy znajduje się poza granicami układu opisanymi w sekcji 3.4, wartości H_HE dla wszystkich powietrznych pomp ciepła są odpowiednio korygowane, aby uwzględniać jedynie ciepło użyteczne dostarczane przez samą pompę ciepła. Skorygowane wartości H_HP zostały podane w tabelach 1 i 2 powyżej.

W przypadku powietrznych pomp ciepła, których moc podawana jest dla warunków projektowych (a nie dla standardowych warunków badawczych), należy korzystać z wartości H_HE (⁹).

Tylko powietrze atmosferyczne, tj. powietrze zewnętrzne, może być źródłem energii dla powietrznych pomp ciepła.

3.10. Uwagi dotyczące odwracalnych pomp ciepła

Po pierwsze, w warunkach klimatu ciepłego i, do pewnego stopnia, klimatu umiarkowanego odwracalne pompy ciepła są często instalowane w celu chłodzenia pomieszczeń, chociaż bywają również używane do ogrzewania w czasie zimy. Ponieważ zapotrzebowanie na energię chłodzenia w lecie jest większe niż zapotrzebowanie na energię grzewczą w zimie, wydajność znamionowa odzwierciedla raczej zapotrzebowanie na energię chłodzenia niż zapotrzebowanie na energię grzewczą. Jako że zainstalowana moc jest używana jako wskaźnik zapotrzebowania na energię grzewczą, oznacza to, że statystyki dotyczące zainstalowanej mocy nie będą odzwierciedlać mocy zainstalowanej do celów grzewczych. Ponadto odwracalne pompy ciepła są często instalowane obok istniejących systemów ogrzewania, co sugeruje, że takie pompy ciepła nie zawsze są wykorzystywane do celów grzewczych.

Oba te elementy wymagają odpowiedniej korekty. W tabelach 1 i 2 powyżej założono ostrożną redukcję (¹⁰) do 10 % dla klimatu ciepłego i 40 % dla klimatu umiarkowanego. Faktyczna redukcja zależy jednak w dużym stopniu od krajowych praktyk w zakresie zapewniania systemów grzewczych, i dlatego w miarę możliwości należy korzystać z danych krajowych. Stosowanie alternatywnych danych należy zgłosić Komisji wraz ze sprawozdaniem opisującym zastosowaną metodę i wartości. Komisja, w razie konieczności, przetłumaczy dokumenty i opublikuje je za pomocą swojej platformy na rzecz przejrzystości.

3.11. Wkład energii odnawialnej z hybrydowych systemów pomp ciepła

W przypadku hybrydowych systemów pomp ciepła, gdzie pompa ciepła działa we współpracy z innymi technologiami energii odwracalnej (np. termiczne kolektory słoneczne wykorzystywane są jako ogrzewacze wstępne), rozliczanie energii odnawialnej jest obciążone ryzykiem niedokładności. Dlatego państwa członkowskie dopilnowują, aby rozliczanie energii odnawialnej z hybrydowych systemów pomp ciepła było prawidłowe, a w szczególności, aby energia odnawialna nie była rozliczania wielokrotnie.

3.12. Wytyczne dotyczące opracowania dokładniejszych metodyk

Przewiduje się i zachęca państwa członkowskie, aby dokonały własnych oszacowań dotyczących SPF i H_HP. Jeżeli można dokonać lepszych oszacowań, to takie krajowe/regionalne podejścia powinny się opierać na prawidłowych założeniach i reprezentatywnych próbach o wystarczającej wielkości, co będzie skutkować znacząco lepszymi oszacowaniami energii odnawialnej pochodzącej z pomp ciepła w porównaniu z wartościami szacunkowymi otrzymanymi przy użyciu metody określonej w niniejszej decyzji. Takie ulepszone metodyki mogą się opierać na szczegółowych obliczeniach na podstawie danych technicznych uwzględniających między innymi rok instalacji, jakość instalacji, rodzaj sprężarki, tryb działania, układ rozprowadzania ciepła, temperaturę dwuwartościową i klimat regionalny.

Jeżeli pomiary są dostępne tylko dla granic układu innych niż granice układu określone w rozdziale 3.4, to należy dokonać odpowiednich korekt.

Do celów obliczania energii odnawialnej na potrzeby dyrektywy uwzględnia się tylko pompy ciepła o wydajności energetycznej większej od minimalnej wartości progowej określonej w załączniku VII do dyrektywy.

Jeżeli państwa członkowskie stosują alternatywne metodyki lub wartości, to zachęca się do przedłożenia ich Komisji wraz ze sprawozdaniem opisującym zastosowaną metodę i wartości. Komisja, w razie konieczności, przetłumaczy dokumenty i opublikuje je za pomocą swojej platformy na rzecz przejrzystości.

4. PRZYKŁADOWE OBLICZENIA

W tabeli poniżej znajduje się przykład dla hipotetycznego państwa członkowskiego, w którym panują warunki klimatu umiarkowanego i w którym zainstalowane są 3 różne technologie pomp ciepła.

(¹) Zob. pkt 4.5 protokołu obrad z dnia 23 października 2009 r. dostępnego na stronie internetowej: https://circabc.europa.eu/w/browse/be80a323-0f89-4ab7-b8f7-888e3ff351ed.

(²) Dz.U. L 304 z 14.11.2008, s. 1.

(³) Wartość η na rok 2010 r. wynosi 45,5 % (wzrosła z 44,0 % w 2007 r., 44,7 % w 2008 r. i 45,1 % w 2009 r.), co daje minimalny SPF wynoszący 2,5 w 2010 r. Jest to ostrożne oszacowanie, ponieważ oczekuje się, że do 2020 r. sprawność produkcji energii wzrośnie. Niemniej jednak, na potrzeby szacowania zmian sprawności produkcji energii (η) spowodowanych przez zmiany bazowych danych statystycznych, bardziej przewidywalnym sposobem jest ustalenie η na stałym poziomie, aby uniknąć wątpliwości dotyczących minimalnych wymogów w zakresie SPF (niepewności prawnej) oraz ułatwić państwom członkowskim opracowanie metodyki (zob. sekcja 3.10). W razie konieczności wartość η można zaktualizować zgodnie z art. 2 (w razie konieczności zmiana wytycznych do dnia 31 grudnia 2016 r.).

(⁴) Szczególnej uwagi wymagają odwracalne powietrzne pompy ciepła, ponieważ istnieje wiele potencjalnych źródeł przeszacowania, mianowicie: a) nie wszystkie odwracalne pompy ciepła są używane do ogrzewania lub tylko w ograniczonym zakresie; b) starsze (i nowe mniej wydajne) urządzenia mogą mieć wydajność (SPF) poniżej wymaganej wartości progowej 2,5.

(⁵) Projekt ten nie został jeszcze przyjęty przez Komisję (styczeń 2013 r.). Projekt znajduje się w bazie danych WTO: http://members.wto.org/crnattachments/2012/tbt/EEC/12_2119_ 00_e.pdf

(⁶) Oznacza to, że państwa członkowskie mogą uznać wartości określone w tabelach 1 i 2 za wartości średnie dla pomp ciepła zasilanych energią elektryczną o SPF powyżej minimalnej wartości 2,5.

(⁷) Zob. rozdział 3.3

(⁸) Zob. art. 5 ust. 4 oraz definicję „energii aerotermalnej” z art. 2 lit. b) dyrektywy.

(⁹) Wartości te wynoszą odpowiednio 1 336, 2 066 i 3 465 dla klimatu ciepłego, umiarkowanego i zimnego.

(¹⁰) Zgodnie z wynikami włoskiego badania (o którym mowa na s. 48 dokumentu „Outlook 2011 – European Heat Pump Statistics”) w mniej niż 10 % przypadków pompy ciepła były jedynym zainstalowanym urządzeniem wytwarzającym ciepło. Ponieważ odwracalne pompy ciepła typu powietrze-powietrze to najczęściej instalowany rodzaj technologii pomp ciepła (60 % zainstalowanych urządzeń – instalowane przede wszystkim we Włoszech, w Hiszpanii, we Francji, a także w Szwecji i w Finlandii), ważne jest, aby dokonać odpowiedniej korekty wartości. Ocena skutków rozporządzenia Komisji (UE) nr 206/2012 z dnia 6 marca 2012 r. w sprawie wykonania dyrektywy 2009/125/WE Parlamentu Europejskiego i Rady w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla klimatyzatorów i wentylatorów przenośnych (Dz.U. L 72 z 10.3.2012, s. 7) zakłada, że w całej UE 33 % odwracalnych pomp ciepła nie jest wykorzystywanych do ogrzewania. Ponadto można założyć, że znaczna liczba z pozostałych 67 % odwracalnych pomp ciepła jest wykorzystywana tylko częściowo do ogrzewania, ponieważ pompy ciepła są instalowane równolegle z innymi systemami ogrzewania. Proponowane wartości są więc odpowiednie, aby zmniejszyć ryzyko przeszacowania.