In prezent, generarea agentului termic necesita utilizarea unei parti importante din energia totala folosita la nivel comunitar, presupunand eforturi sustinute pentru crearea unui sistem sigur, competitiv si sustenabil de productie a resurselor. Prin modelarea matematica a sistemului energetic european cu ajutorul unor instrumente software speciale, specialistii incearca determinarea precisa a contributiei pe care diversele surse de agent termic o pot avea la reducerea cererii de energie primara si la diminuarea amprentei de carbon. Sistemele respective au capacitatea de a simula functionarea unor astfel de solutii la un anumit moment in viitor, asigurand doua functionalitati majore - si anume: capacitatea de dimensionare a generarii de caldura si a disponibilitatilor de stocare aferente unor retele tipice posibil sa existe in 2030 in Europa, respectiv evaluarea sistemelor de incalzire la nivel national, pentru fiecare stat membru al Uniunii Europene. Datele respective sunt deosebit de utile pentru analiza contextelor punctuale si evaluarea impactului generat de variatii ale configuratiilor energetice din UE.

 

Pompele de caldura si aportul lor la reducerea amprentei de carbon
In prezent, cererea de incalzire este acoperita, in principal, de cazane conventionale, alimentate prin intermediul energiei obtinute prin arderea combustibililor fosili, cum ar fi gazul, petrolul sau carbunele. In contextul unei cresteri a penetrarii surselor de energie regenerabile in mixul energetic european, utilizarea electricitatii pentru generarea caldurii ar putea avea un rol important in decarbonizarea sectorului de incalzire, contribuind, astfel, la indeplinirea obiectivelor stabilite in strategiile europene 2030 si 2050 pentru reducerea emisiilor de gaze cu efect de sera. Actualmente, cea mai populara metoda de generare a caldurii este radiatorul electric, ce prezinta un randament al conversiei de aproape 100%. Cu toate acestea, un mod mult mai eficient de a produce caldura cu ajutorul electricitatii este constituit de utilizarea pompelor de caldura, intrucat o parte importanta a agentului termic este extrasa dintr-o sursa externa (de exemplu, aerul, apa sau solul). Eficienta generala a sistemului (definita ca factorul de conversie intre energia electrica si caldura) a unor astfel de produse este in prezent cuprinsa intre 3 pana la 4 si poate ajunge pana la 5 pentru pompele de caldura de ultima generatie. Aceste echipamente sunt deseori folosite in combinatie cu un incalzitor de rezerva, pentru a evita supra-dimensionarea retelei si pentru a completa alimentarea cu agent termic in zilele cele mai reci.

 

Sisteme hibride pentru acoperirea optima a cererii de caldura
In contextul dat, se impune o analiza atenta a acestei alternative destul de promitatoare, folosind pentru aceasta aplicatiile software mentionate anterior, in vederea estimarii flexibilitatii oferite de pompele de caldura cuplate cu sisteme de depozitare termica, precum si a rentabilitatii celor care folosesc incalzitoare de gaze de rezerva. De fapt, acestea sunt cele doua optiuni disponibile la momentul actual, cercetate in doua scenarii diferite ale sistemului energetic din UE: unul pentru orizontul 2030 si celalalt in perspectiva complet decarbonizata din 2050, cand cota de energie regenerabila va fi de 65% in totalul productiei de energie electrica, iar pretul poluarii cu dioxid de carbon se va situa la un nivel foarte ridicat. Software-ul simuleaza productia orara a tuturor capacitatilor de productie, de stocare si de interconectare, luand in considerare intregul mix de capacitati si cererea tuturor statelor membre ale UE. Scopul este acela de a modela in mod adecvat functionarea punctuala a pompelor de caldura, in diferite sarcini de temperatura, precum si cantitatea de agent termic furnizata de incalzitor pe baza de curent electric sau gaz. Studiile curente demonstreaza de fapt ca pompele de caldura reprezinta o modalitate eficienta de atingere a obiectelor ecologice actuale, gratie continutului minim de carbon al energiei folosite pentru operarea eficienta. In primul scenariu totusi rentabilitatea sistemului monoenergetic al pompelor de caldura este destul de incerta, din cauza investitiilor legate de achizitia lor si a necesitatii stringente a unei solutii de back-up pentru punctele de varf ale consumului. In ceea ce priveste scenariul din 2050, pretul ridicat ce va fi platit de poluatorii cu gaze cu efect de sera va compensa complet cerintele financiare suplimentare, ceea ce ar putea duce la rentabilizarea completa a pompelor de caldura. In ambele situatii, se remarca insa flexibilitatea deosebita a versiunilor hibride (cu facilitati de depozitare termica). Este cert faptul ca productia de caldura cu emisii reduse de carbon va genera in viitor avantaje competitive nete, iar alternativa de a echipa sistemele de pompe cu incalzitoare de rezerva pe baza de gaz in loc de cele electrice pare sa reprezinte un compromis acceptabil, in scopul limitarii cresterii potentiale a consumului de energie electrica, astfel incat investitiile necesare pentru dezvoltarea de unitati suplimentare de generare, care sa acopere varfurile cererii vor fi mai mici. Reducerea acestor costuri incurajeaza transferul catre pompele de caldura, facand ca procesul respectiv sa devina profitabil.