Studija slučaja u Srbiji: Zamena električnog kotla toplotnom pumpom može da se isplati za samo 4 godine

FOTO: Julian Hochgesang / Unsplash

Jedna nedavno objavljena studija slučaja porodične kuće u Srbiji pokazala je da zamena električnog kotla toplotnom pumpom može da se isplati za samo 4 godine. 

Razlog tako brzog povraćaja investicije je u smanjenoj potrošnji električne energije: nakon što je zamenila električni kotao toplotnom pumpom, porodična kuća iz studije, koja se nalazi u Kragujevcu, površine 130 m2, napravila je drastičnu uštedu u potrošnji – čak 30% u zimskim mesecima, dok su troškovi za grejanje bili smanjeni za 50 do 70%.

Da bi se ostvarili ovako dobri rezultati, bilo je neophodno da se ispune neki konkretni uslovi. Porodična kuća iz studije je relativno nova, izgrađena 2018. godine, sa podnim grejanjem, a objekat je dobro izolovan – energetski razred „C”, troslojna stakla, PVC stolarija, 12 cm izolacija.

Usled upotrebe električnog kotla, njena potrošnja električne energije je u zimskim mesecima prelazila u crvenu zonu, pa su računi za električnu energiju u zimskim mesecima iznosili i 30.000 dinara mesečno. 

Prelaskom na toplotnu pumpu, ovakav objekat smanjio je potrošnju električne energije na godišnjem nivou za oko 7000 kWh, što je rezultiralo i manjom prosečnom cenom kilovat-časa i omogućilo tako brz period povraćaja investicije. 

Međutim, vreme povraćaja investicije može drastično da se razlikuje u zavisnosti od okolnosti. Evo šta o prelasku na grejanje toplotnom pumpom u Srbiji kažu saznanja iz energetike. 

Isplativost toplotne pumpe zavisi od početnih uslova – prvobitnog sistema grejanja, vremenskih uslova, tipa objekta…

Prvo i osnovno: period otplate investicije može da se izračuna na osnovu detaljne tehno-ekonomske analize i on značajno zavisi od toga koji je sistem grejanja prvobitno bio u objektu.

Kao što se vidi na primeru iz studije, najbrže se isplati ako se menja sistem čiji se rad zasniva na potrošnji električne energije, kao što su električni kotlovi ili grejalice, i tada se period otplate kreće u granicama od 3 do 5 godina, u zavisnosti od složenosti sistema grejanja, izbora proizvođača pumpe i drugih odluka od kojih zavisi cena ugradnje.  

Međutim, ako se objekat greje na gas, tj. ako se sa grejanja na gas prelazi na toplotnu pumpu to može biti daleko manje isplativo, a ponekad i neisplativo. 

Naime, u tom slučaju period otplate može da bude i veći od 20 godina, jer su mesečne uštede u računima za grejanje relativno male, a inicijalna investicija je visoka: za dobro izolovan objekat od 120 do 150 m2, toplotna pumpa vazduh-voda može koštati između 3000 i 7000 evra. 

Ako je domaćinstvo veliko, i već predstavlja značajnog potrošača električne energije iako se greje na gas, onda je situacija još nepovoljnija, jer prelazak na toplotnu pumpu može da mu pomogne da „pređe” u crvenu zonu potrošnje električne energije, da drastično poveća svoje mesečne troškove i tada investicija može da postane sasvim neisplativa. 

Pored sistema grejanja sa kog se prelazi na toplotnu pumpu, važan faktor je i lokacija, odnosno vremenski uslovi. 

Hladniji krajevi uslovljavaju neku drugu toplotnu pumpu, a ne vazduh-voda, jer njima opada efikasnost kako opada temperatura; ako su dnevne temperature niske, treba razmišljati o pumpama zemlja-voda, jer one rade sa značajno većom efikasnošću. Međutim, one su istovremeno i skuplje, što opet menja računicu isplativosti. 

Najbolje rešenje je kombinacija toplotne pumpe i solarne elektrane

Najbolje rešenje, koje kombinuje i ekonomsku isplativost i ekološke benefite, je kombinacija toplotne pumpe i solarnih panela. 

Naime, ovakva investicija omogućuje velike uštede jer fotonaponski paneli mogu smanjiti troškove električne energije za grejanje, kao i za druge potrošače u domaćistvu. 

Grubom procenom, za gorenavedeno domaćinstvo od 130 m2, inicijalna investicija od oko 10.000 evra za solarnu elektranu snage 8 kilovata i toplotnu pumpu vazduh-voda višestruko bi smanjila troškove za električnu energiju, to jest na oko samo 20.000 dinara godišnje. 

Sa oko 2000 evra godišnje uštede „u džepu”, ova na prvi pogled velika investicija isplatila bi se za samo pet godina – uz različite druge ekološke i energetske prednosti koje ovakav poduhvat sa sobom nosi, ne samo za domaćinstvo već i za društvo u celini.

Uz investicije u energetsku efikasnost, ovako „zdrave” investicije treba da budu podržane od strane države kroz subvencije i povoljniju zakonsku regulativu, posebno zato što je za veliki udeo stanovništva u Srbiji visina početne investicije jedan od glavnih prepreka u tranziciji domaćinstva kada je u pitanju grejanje.

Kako funkcionišu toplotne pumpe, i zašto su neke drastično skuplje od drugih?

Toplotna pumpa je uređaj koji svojim dizajnom omogućava efikasan prenos toplote sa fluida na nižoj temperaturi (toplotni izvor) na drugi fluid na višoj temperaturi (toplotni ponor). U osnovi, toplotna pumpa radi na istom principu kao klima uređaj ili bilo koji rashladni uređaj u domaćinstvu, samo u suprotnom smeru. 

Ovi uređaji koriste energiju iz okoline da bi zagrejali vodu koja zatim cirkuliše u sistemu grejanja. U zavisnosti od tipa toplotne pumpe, koje se dele na sisteme vazduh-voda, zemlja-voda i voda-voda, radni fluid – obično ekološki freon – apsorbuje toplotu iz okolnog vazduha, zemlje ili vode. Uređaj zatim uz pomoć kompresora povećava njegovu temperaturu i pritisak, nakon čega se ta toplota prenosi na vodu, a pritisak fluida se smanjuje; pošto se on hladi, u stanju je da ponovo primi toplotu iz okruženja i započne novi ciklus.

Efikasnost toplotnih pumpi se izražava preko tzv. koeficijenta performansi (COP) koji predstavlja odnos dobijene toplotne energije koja se predaje sistemu, i uložene električne energije u rad kompresora.

Ukratko, toplotne pumpe su neprikosnovene: za 1 kilovat-čas električne energije mogu da generišu i 3, 4, pa i 5 kWh toplotne energije, u zavisnosti od tehnologije, što ne može nijedan drugi uređaj na tržištu. 

Sistemi zemlja-voda i voda-voda koriste konstantne temperature podzemnih voda i zemljišta, pa imaju stabilniji koeficijent performansi tokom cele godine od sistema koji koriste vazduh. 

Međutim, ovi sistemi su takođe i značajno skuplji od toplotne pumpe vazduh-voda, pošto npr. sistem voda-voda podrazumeva i bušenje bunara i postavljanje geotermalnih sondi, pa inicijalna investicija ugradnje može dostići i 15.000 evra. 

Grubom procenom, ovakav sistem je oko dva puta skuplji od sistema vazduh-voda, ali u uslovima gde su temperature vazduha zimi dovoljno niske, on je takođe i drastično efikasniji od sistema vazduh-voda, kojima efikasnost drastično opada sa snižavanjem spoljašnje temperature. Na primer, srednja godišnja vrednost COP toplotnih pumpi vazduh-voda u relativno hladnim krajevima kao što su Zlatibor, Kopaonik ili Pešter može biti i niža od 1,5.

Zbog ovih osobenosti i razlika u lokalnim prilikama, važno je sprovoditi pravilne analize i energetske elaborate kako bi stanovnici mogli da donesu prave odluke – naravno, uz subvencije kako za toplotne pumpe tako i za solarne panele, a koje mogu ozbiljno ubrzati proces energetske tranzicije naših domaćinstava.

O autoru

Dr Mladen Josijević je docent na katedri za Energetiku i procesnu tehniku i prodekan za infrastrukturu na Fakultetu inženjerskih nauka Univerziteta u Kragujevcu. Član je Regionalnog centra za energetsku efikasnost i Centra za zelenu ekonomiju, sekretar Društva inženjera i tehničara Kragujevca i alumni Kluba fakulteta inženjerskih nauka u Kragujevcu. Član je naučnih i organizacionih odbora brojnih međunarodnih i nacionalnih konferencija. Doktorirao je u oblasti energetike i procesne tehnike odbranom teze pod nazivom „Mapiranje i iskorišćenje otpadne toplote u prehrambenoj industriji”. Autor je više desetina naučnih radova publikovanih u međunarodnim i domaćim časopisima, koautor tehničkih rešenja i nekoliko poglavlja u knjigama. Angažovan je sa punim radnim vremenom na matičnom fakultetu u zvanju docent.