Geotermálna energia je vzrušujúca technológia, ktorej možné aplikácie nie sú ani zďaleka vyčerpané. Pomocou geotermálnych tepelných čerpadiel možno geotermálnu energiu už využiť na vykurovanie v súkromných domácnostiach. V rozhovore odborník na kontrolu nákladov podrobne vysvetľuje, aké sú to náklady a či sa náklady na geotermálne vykurovanie z dlhodobého hľadiska vyplatia.
Otázka: Ako vôbec funguje geotermálne vykurovanie - a aké sú výhody a nevýhody?
Expert na kontrolu nákladov: Čím ďalej pôdete, tým je teplejšie. Naša zem je smerom k zemskému jadru stále horúcejšia. Aj v hĺbke menšej ako jeden meter je zem v našich zemepisných šírkach už bez mrazu - tá sa používa na stavbu základov, aby v zime nemohli zamrznúť.
O niečo ďalej, asi po 2 - 3 metroch, je v zemi aj v najhlbšej zime teplota okolo 12 ° C. Na tomto mieste spočíva napríklad veľká výhoda podzemných budov, takzvaných pozemských domov. Sotva potrebujete žiadnu vykurovaciu energiu, a to ani v zime.
Pri geotermálnom vykurovaní sa tepelná energia získava z teplejšej pôdy v rôznych hĺbkach pomocou chladiacej kvapaliny a transportuje sa do domu. Toto teplo sa potom prenáša do vykurovacej kvapaliny prostredníctvom výmenného systému a používa sa ako vykurovacia energia. Používa sa na to systém tepelného čerpadla , ktorý môže byť konštruovaný rôznymi spôsobmi. Existujú tiež rôzne spôsoby získavania tepla zo zeme.
Výhodou geotermálneho vykurovania je jednoznačne to, že na vykurovanie využívate trvalo dostupný, teda prakticky obnoviteľný zdroj energie. Teplo v zemskom interiéri je trvalo k dispozícii; je jednoducho transportované na zemský povrch pomocou geotermálnych aplikácií a je tam využiteľné - rovnakým spôsobom, ako sa všadeprítomné tepelné žiarenie zo slnka používa na solárne aplikácie.
Jednou z nevýhod systému je, že chladiaca kvapalina musí neustále cirkulovať cez zem, aby z nej mohla získavať teplo. To si vyžaduje zdroj energie - v tomto prípade elektrickú energiu.
Geotermálne tepelné čerpadlo potrebuje na svoju prevádzku elektrinu
Aj keď sa elektrická energia v prípade takto fungujúceho tepelného čerpadla využíva pomerne efektívne, v konečnom dôsledku ide o formu vykurovania elektrickou energiou. Využitie geotermálnej energie preto môže byť iba také ekologické a klimaticky neutrálne ako elektrina, ktorá sa používa na prevádzku. Ak elektrina používaná na prevádzku tepelného čerpadla pochádza z uhoľnej elektrárne (z ktorých mnohé sú stále v prevádzke v Nemecku), ekologická rovnováha vášho vlastného geotermálneho vykurovania je samozrejme katastrofálna - a nedá sa povedať, že je klimaticky neutrálna. Ďalšou nevýhodou je, že so zvyšovaním nákladov na elektrinu sa zvyšujú aj náklady na vykurovanie.
Ak je naopak tepelné čerpadlo prevádzkované na vlastnú generáciu solárnej energie, na celé vykurovanie sa používajú iba obnoviteľné energie - v takom prípade je vykurovanie skutočne klimaticky neutrálne. Samozrejme, aj náklady na vykurovanie sú podstatne nižšie.
Otázka: Čo stoja geotermálne tepelné čerpadlá?
Expert na kontrolu nákladov: Môže to byť veľmi odlišné, v závislosti od toho, koľko tepla je potrebné a aký typ systému sa používa.
Samotné tepelné čerpadlo stojí zvyčajne iba 5 000 až 10 000 EUR , náklady na celý systém sa však zvyčajne pohybujú v rozmedzí 15 000 až 25 000 EUR . Okrem nákladov na tepelné čerpadlo existujú aj náklady na vývoj, ktoré potom môžu enormne zvýšiť cenu geotermálneho systému.
Tieto pomerne vysoké náklady (iné typy vykurovania sa často pohybujú v rozmedzí približne 10 000 EUR - 12 000 EUR alebo dokonca menej) sú do istej miery vyvážené početnými vysokými dotáciami.
Štát toľko podporuje geotermálnu energiu ako energiu na vykurovanie, aby podporil šírenie tejto technológie a vytvoril stimul pre vlastníkov domov, aby sa spoliehali na ekologické energie. Okrem toho by rozsiahle využívanie geotermálneho vykurovania samozrejme pomohlo dosiahnuť klimatické ciele.
Malý príklad nákladov z praxe
Namiesto starého olejového kotla máme v našom modernom, dobre izolovanom rodinnom dome nainštalované geotermálne kúrenie. Používa sa tepelné čerpadlo s JAZ 4,5. Pretože v našom objekte je k dispozícii len málo miesta, rozhodli sme sa na výrobu tepelnej energie použiť geotermálnu sondu.
| Príspevok | cena |
|---|---|
| Tepelné čerpadlo (soľanka-voda) vrátane inštalácie a hydraulického vyváženia | 11 500 eur |
| Vývoj (hĺbkové vŕtanie, geotermálna sonda) | 8 800 eur |
| Celkové náklady | 20 300 eur |
| pokrok | menej 4 500 EUR |
| náklady, ktoré znáša sám | 15 800 EUR |
Je to samozrejme iba jeden príklad nákladov na veľmi konkrétne zariadenie a veľmi špecifický typ vývoja. V iných prípadoch môžu byť náklady tiež výrazne odlišné.
Náklady môžu byť tiež výrazne lacnejšie, najmä pri druhoch výstavby blízko povrchu (geotermálne kolektory) - vyžaduje si to však pomerne veľkú plochu pozemku.
Otázka: Od čoho zvyčajne závisia náklady na geotermálne tepelné čerpadlo?
Expert na kontrolu nákladov: Náklady určujú hlavne 3 veci:
- typ tepelného čerpadla a jeho výkon
- typ zástavby a dané podmienky, ako aj
- individuálne daná požiadavka na vykurovanie budovy
Tieto faktory je potrebné vždy brať ako celok, aby sa dosiahol spoľahlivý odhad nákladov.
Predovšetkým je dôležité vopred určiť čo najpresnejšie danú potrebu vykurovania, aby bolo možné systém správne dimenzovať. Je tiež potrebné dostatočne zohľadniť klimatické „odľahlé hodnoty“ - napríklad obzvlášť chladné zimné dni, aby systém v prípade potreby skutočne dodával dostatok tepla. Ak bol systém dimenzovaný príliš malý, je ťažké ho potom opraviť - preto je absolútne nevyhnutný komplexný výpočet vopred.
Otázka: Aké sú náklady na tepelné čerpadlo v tomto prípade?
Čím viac energie má čerpadlo poskytnúť, tým je to nákladnejšie
Expert na kontrolu nákladov: Závisí to predovšetkým na výkone, ktorý musí čerpadlo poskytnúť - a tiež na jeho kvalite.
Čerpadlo s vysokým ročným koeficientom výkonu (JAZ) je samozrejme nákladnejšie ako čerpadlo s nižšou účinnosťou. Zhruba povedané, JAZ naznačuje pomer, koľko kWh elektriny je možné vyrobiť z toho množstva kWh tepla .
Tepelné čerpadlo s JAZ 4.0 generuje (aspoň matematicky) 4 kWh tepelnej energie z 1 kWh elektrickej energie .
Okrem výkonových hodnôt čerpadla zohráva v cene svoju rolu aj jeho dizajn a rozsah funkcií.
Ceny tepelného čerpadla sa zvyčajne pohybujú medzi 5 000 až 15 000 EUR , pri vysoko výkonných tepelných čerpadlách môže byť cena v jednotlivých prípadoch o niečo vyššia.
Otázka: Takže najdôležitejším nákladovým faktorom sú náklady na odber tepelného zdroja?
Expert na kontrolu nákladov: Áno, vo väčšine prípadov to tak je. V závislosti od typu použitého prístupu a miestnych podmienok tu môžu vzniknúť vysoké až veľmi vysoké náklady.
Zdroj tepla je možné vyvinúť 4 spôsobmi:
- prostredníctvom plochých kolektorov, ktoré predstavujú krúžky ležiace vedľa seba na potrubiach
- Cez výkopové kolektory (tzv. Künetten), ktoré pozostávajú z prstencových štruktúr ležiacich jeden nad druhým, ktoré sú usporiadané vedľa seba v zákopu
- prostredníctvom geotermálnych sond, ktoré sa v niekoľkých bodoch dostanú do veľkej hĺbky
- využitie hlbokej podzemnej vody ako zdroja tepla (tepelné čerpadlo voda-voda)
Ploché kolektory sú najlacnejším typom prístupu, ale vyžadujú tiež veľa priestoru na pozemku. Spravidla platí, že pre väčšinu priemerne veľkých rodinných domov musíte rátať s požiadavkou na priestor od približne 300 m² do 350 m² - na m² plochého kolektora sa dá obvykle vyprodukovať iba okolo 25 W energie.
Pri zle izolovaných domoch alebo domoch s väčšou podlahovou plochou sa požiadavka na priestor rýchlo zvyšuje.
Náklady na ploché kolektory sú pomerne lacné - vo väčšine prípadov môžete počítať od 10 EUR za m² do 15 EUR za m² .
Pomocou výkopových kolektorov (výkopových kolektorov) môžete získať podstatne viac energie vďaka prvkom umiestneným pod sebou - okolo 100 W na m² je tu celkom možné, v závislosti na miestnych podmienkach.
To znamená, že pre väčšinu rodinných domov sú potrebné dĺžky výkopu od 80 m do 100 m, ak nie je príliš vysoká potreba vykurovania. Na meter výkopu musíte rátať s nákladmi okolo 30 EUR až 40 EUR , ale v závislosti od povahy pôdy to môže byť podstatne nákladnejšie.
Geotermálne sondy sú najdrahším typom vývoja - vyžadujú však aj najmenší priestor. Na vyvŕtaný meter hĺbky možno získať priemerne až 50 W tepelnej energie.
Dôvodom je to, že sa zem výrazne zvyšuje, čím je hlbšia - to znamená, že vo väčších hĺbkach možno získať porovnateľne viac energie.
Pre priemerný, dobre izolovaný dom by ste spravidla museli vŕtať asi 160 m. Pretože však existuje obmedzenie vŕtania na najviac 100 m (vŕtanie hlbšie iba so špeciálnymi banskými povoleniami), je hĺbka vŕtania zvyčajne rozdelená do niekoľkých vrtov.
Priemerné náklady sa pohybujú okolo 50 až 60 EUR na meter vŕtania - ale to môže byť tiež výrazne nákladnejšie v zložitých pôdnych podmienkach.
Ak sa nepoužije geotermálna sonda, ale teplo sa odoberá z podzemných vôd, môžu byť náklady na vŕtanie často ešte vyššie. Spravidla sú tu potrebné minimálne dva vrty, úsilie je podstatne väčšie a v mnohých prípadoch je potrebné získať podstatne viac povolení. Toto je jednoznačne najdrahší proces výroby tepla.
Otázka: Aké požiadavky na vykurovanie majú budovy zvyčajne na plochu?
Expert na kontrolu nákladov: Toto musíte vždy určiť od prípadu k prípadu. Tu zohráva úlohu veľa faktorov - od izolácie steny a typu inštalovaných okien po umiestnenie a orientáciu domu.
Existuje však niekoľko hrubých pokynov, ktoré môžete použiť ako sprievodcu:
| Stavebné prevedenie | Potreba kúrenia v kWh / m² ročne |
|---|---|
| Domy spred roku 1977, ktoré nie sú v súlade s WSchV 1977 | približne 220 kWh / m² - 280 kWh / m² ročne |
| Domy z roku 1977, ktoré vyhovujú WSchV 1977 | približne 150 kWh / m² - 230 kWh / m² ročne |
| Domy, ktoré vyhovujú WschV 1984 | približne 80 kWh / m² - 150 kWh / m² ročne |
| Domy, ktoré vyhovujú WSchV z roku 1995 | približne 50 kWh / m² - 100 kWh / m² ročne |
| Domy, ktoré vyhovujú smernici EnEV 2009 | približne 50 kWh / m² - 70 kWh / m² ročne |
| Nízkoenergetický dom | približne 30 kWh / m² - 50 kWh / m² ročne |
| Pasívny dom | menej ako 20 kWh / m² ročne |
V pasívnom dome je potreba vykurovacej energie veľmi nízka
Samozrejme ide iba o hrubé pokyny. Iba odborník (energetický konzultant, architekt, stavebný inžinier) môže po podrobnej analýze vypočítať presnú potrebu tepla.
Požadované vykurovacie zaťaženie (v kW) je na druhej strane iná hodnota - udáva účinnosť vykurovania. Požiadavka na vykurovacie zaťaženie sa nesmie zamieňať s požiadavkou na vykurovanie.
Môžete si to predstaviť ako s autom: vykurovacie zaťaženie je výkon, potreba vykurovania požadované palivo (ročná spotreba).
Otázka: Čo stojí geotermálne tepelné čerpadlo v prevádzke?
Expert na kontrolu nákladov: Výpočet je jednoduchý v jednotlivých prípadoch: tepelné čerpadlo s JAZ 4,0 generuje 4 kWh tepla z 1 kWh elektriny.
Ak predpokladáme požiadavku na vykurovanie 10 000 kWh, tepelné čerpadlo má spotrebu elektrickej energie 2 500 kWh ročne. Pri konvenčnej cene elektriny by to bolo zhruba 700 EUR ročne ; pri použití znížených taríf za elektrinu tepelným čerpadlom náklady klesnú na zhruba 475 EUR ročne .
Čím vyšší je JAZ, tým nižšie sú aj náklady na vykurovanie - preto sa zvyčajne oplatí investovať do kvalitného systému.
Ak však stúpne cena elektriny, automaticky sa zvýšia aj náklady na vykurovanie. To môže byť problematické.
V porovnaní s inými vykurovacími systémami je vykurovanie tepelným čerpadlom pomerne lacné:
- Plyn približne 6 centov / kWh tepla
- Biomasa (pelety) približne 4,5 centu / kWh - 5 centov / kWh tepla
- Tepelné čerpadlo približne 4,2 centu / kWh - 7,3 centu / kWh tepla
Veľa tu teda závisí od ceny elektriny - to je potrebné brať do úvahy z dlhodobého hľadiska. Tarify za tepelné čerpadlá už nemôžu platiť, cena elektriny sa môže predražiť alebo sa pridajú nové dane z elektriny.
Pri použití solárneho systému na podporu vykurovania (obstarávacie náklady okolo 10 000 EUR) môžete zvyčajne znížiť ročnú spotrebu približne o 20% . Je však otázne, či sa to v jednotlivých prípadoch oplatí.
Otázka: Aké sú financovanie geotermálneho vykurovania?
Expert na kontrolu nákladov: Finančné prostriedky spoločnosti BAFA na dodatočné vybavenie starého systému boli doteraz 4 000 EUR , hĺbkové vŕtanie zaplatilo 4 500 EUR .
Pre domy s energetickým štandardom KfW Efficiency House 55 je dotácia o 50% vyššia, v niektorých prípadoch je možné získať aj špeciálne bonusové dotácie.
