Heat pumps versus biomass boilers: a comparative analysis of heating costs for public buildings

• Autorzy: Gradziuk B. , Gradziuk P.

Warianty tytułu

PL

Pompa ciepła versus kocioł na biomasę: analiza porównawcza kosztów ogrzewania budynków użyteczności publicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study is a comparative analysis of heating costs of heat pumps and biomass-fired boilers. The study was carried out in the communes of Ruda-Huta (Chełm County) and Dębowa Kłoda (Parczewski County). The subject of the study were school complexes in which the heating system was changed from heating oil to ground heat pumps and a boiler house, working on fine coal, replaced by a biomass-fired boiler-house. The Levelised Cost of Heat (LCOH) method was used to assess heating costs in both facilities. In Poland, according to data for 2018, the basic carrier of renewable energy used in heating was biomass (90.5%), where the share of heat pumps was only 0.4%. The study shows that such proportions, at least in the public utility buildings heating sector, are not economically justified. Average heating costs, estimated using the LCOH method, turned out to be over 20% higher in the case of biomass than in the case of heat pumps. The attractiveness of this technology in heating is evidenced by the development of this market in Europe. Similar trends are also taking place in the world market. Due to the fact that electricity is most often used to generate this type of heat, the development of this sector will highly depend on the relation between its prices and prices of other energy carriers.

PL

Celem badań była analiza porównawcza kosztów ogrzewania przez zastosowanie pomp ciepła i kotła zasilanego biomasą. Badania przeprowadzono w gminach Ruda-Huta (powiat chełmski) i Dębowa Kłoda (powiat parczewski). Obiektem badań były zespoły szkół, w których dokonano zmiany systemu ogrzewania z zasilanego olejem opałowym na gruntowe pompy ciepła oraz kotłowni węglowej na opalaną biomasą. Do oceny kosztów ogrzewania w obu obiektach posłużono się metodą LCOH (Levelised Cost of Heat). W Polsce według danych dla 2018 roku, podstawowym nośnikiem energii odnawialnej stosowanym w ciepłownictwie była biomasa (90,5%), a udział pomp ciepła wyniósł jedynie 0,4%. Z przeprowadzonych badań wynika, że takie proporcje, przynajmniej w sektorze ogrzewnictwa budynków użyteczności publicznej, nie znajdują ekonomicznego uzasadnienia, bowiem uśrednione koszty ogrzewania, oszacowane z wykorzystaniem metody LCOH, okazały się o ponad 20% wyższe w przypadku zastosowania biomasy niż pomp ciepła. O atrakcyjności stosowania tej technologii w ogrzewnictwie świadczy rozwój tego segmentu rynku w Europie. Podobne tendencje występują również na rynku światowym. Z uwagi na to, że do wytwarzania tego rodzaju ciepła najczęściej wykorzystywana jest energia elektryczna, rozwój tego sektora uzależniony będzie od relacji jej cen do innych nośników energii.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Annals of the Polish Association of Agricultural and Agrobusiness Economists
• Rocznik: 2020
• Tom: 22
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.77-85,ref.

Twórcy

autor

Gradziuk B.

• Faculty of Agrobioengineering, University of Life Sciences, 13 Akademicka St., 20-950 Lublin, Poland

autor

Gradziuk P.

• Institute of Rural and Agricultural Development, Polish Academy of Sciences, 72 Nowy Swiat St., 00-330 Warsaw, Poland

Bibliografia

• Bioenergy Europe. 2020. Report Bioheat. Statistcal Report 2020. Brussels.
• Blumsack Seth, Jeffrey Brownson, Lucas Witmer. 2009. Efficiency, economic and environmental assessment of ground source heat pumps in Central Pennsylvania. [In] 42nd Hawaii International Conference on System Sciences, Big Island, HI, USA. DOI: 10.1109/HICSS.2009.179.
• Brodziński Zbigniew, Adam Pawlewicz. 2015. Uwarunkowania organizacji bazy surowcowej do produkcji energii z biomasy (Conditioning of organisation of raw materials source for energy production from biomass). Roczniki Naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu XVII (3): 62-66.
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE (Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC (Text with EEA relevance). OJ L 2009.140.
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE z dnia 21 października 2009 r. ustanawiająca ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów związanych z energią (Directive 2009/125/EC of the European Parliament and of the Council of 21 October 2009 establishing a framework for the setting of ecodesign requirements for energy-related products (Text with EEA relevance). OJ L 2009.285.
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/WE z dnia 19 maja 2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings). OJ L 2010. 153.
• EC (European Commission). 2016. Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów. Strategia UE w zakresie ogrzewania i chłodzenia (Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions an EU Strategy on Heating and Cooling). COM/2016/051 final.
• EC (European Commission). 2018. Communication from the Commission to the European Parliament, the European Council, the Council, the European Economic and Social Committee, the Committee of the Regions and the European Investment Bank. A Clean Planet for all. A European strategic long-term vision for a prosperous, modern, competitive and climate neutral economy. COM(2018) 773 final.
• Forum Energii. 2019. Czyste ciepło 2030. Strategia dla ciepłownictwa (Clean heat 2030. Strategy for heating), https://forum-energii.eu/public/upload/articles/files/strategia%20dla%20cieplownictwa_en_net.pdf, access 20.08.2020.
• Gradziuk Piotr. 2006. Ekonomiczne i ekologiczne aspekty wykorzystania słomy na cele energetyczne w lokalnych systemach grzewczych (Utilization of straw for energy generation purposes in local heating systems; its economical and ecological aspects. Acta Agrophysica 8 (3): 591- 601.
• Gradziuk Piotr. 2012. Efektywność ekonomiczna instalacji fotowoltaicznych (studium przypadku – Roztoczańskie Centrum Naukowo-Dydaktyczne, Zwierzyniec Biały Słup) (Economic efficiency of photovoltaic installations. A case study on Research and Education Centre of the Roztocze National Park in „Zwierzyniec-Bialy Slup”) Roczniki Naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu XIV (7): 40-43.
• Gradziuk Piotr. 2014. Economic efficiency of photovoltaic installations (A case study at the Zwierzyniec-Biały Słup Research and Education Centre of the Roztocze National Park). Barometr Regionalny. Analizy i Prognozy 4 (38): 117-122.
• Gradziuk Piotr, Barbara Gradziuk 2016. Economical end ecological efficiency of solar systems (A Case Study at the Communes Gorzkow and Rudnik). Barometr Regionalny. Analizy i Prognozy 14 (3): 189-195.
• Gradziuk Piotr, Barbara Gradziuk. 2018. Perspektywy rozwoju rynku pomp ciepła w Polsce w kontekście strategii Unii Europejskiej „Czysta planeta dla wszystkich” (Prospects for the development of the heat pumps market in Poland in the context of the new EU strategy “A clean planet for all”). Roczniki Naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu XX (6): 77-82.
• Gradziuk Piotr, Barbara Gradziuk. 2020. Renewable energy sources as a development opportunity for peripheral areas. Economic and Regional Studies 13 (2): 184-198.
• GUS (Central Statistical Office – CSO). 2018. Infrastruktura komunalna w 2017 r. Informacje i opracowania statystyczne (Municipal infrastructure in 2017. Statistical information and studies). Warsaw: GUS.
• GUS (Central Statistical Office – CSO). 2019. Energia ze źródeł odnawialnych w 2018 r. (Energy from renewable sources in 2018). Warsaw: GUS.
• GUS (Central Statistical Office – CSO). 2020. Energia 2020 (Energy 2020). Warszawa: GUS.
• Hansen Kenneth. 2019. Decision-making based on energy costs: Comparing levelized cost of energy and energy system costs. Energy Strategy Reviews 24: 68-82. DOI: 10.1016/j.esr.2019.02.003.
• ME (Ministerstwo Energii – Ministry of Energy). 2019. Polityka energetyczna Polski do 2040 roku (The Energy Policy of Poland until 2040). Warsaw: Ministry of Energy.
• Mikołajuk Hanna, Mirosław Duda, Uroš Radović, Sławomir Skwierz, Michał Lewarski, Iwona Kowal. 2016. Aktualizacja analizy porównawczej kosztów wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych, węglowych i gazowych oraz odnawialnych źródłach energii (Updated comparative analysis of electricity generation costs in nuclear, coal and gas power plants as well as renewable energy sources). Agencja Rynku Energii S.A., https://www.gov.pl/attachment/885903a0-58b3-4a1e-a153-bd0a24cc1b9b, access: 25. 08. 2020.
• NYSERDA. 2019. New efficiency: New York. Analysis of residential heat pump potential and economics. Final Report No. 18-44. New York: State Energy Research and Development Authority.
• Sandvall Akram Fakhri, Erik Ahlgren, Tomas Ekvall. 2017. Cost-efficiency of urban heating strategies – modelling scale effects of low-energy building heat supply. Energy Strategy Reviews 18: 212-223. DOI: 10.1016/J.ESR.2017.10.003.
• Wyszomierski Rafał, Aneta Bełdycka-Bórawska, Piotr Bórawski, Krzysztof Jankowski. 2016. Ocena opłacalności wykorzystania biomasy na cele energetyczne ze szczególnym uwzględnieniem peletu (Evaluation of profitability use of biomass for energy purposes with particular regard paid to Pellet). Roczniki Naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu XVIII (2): 296-302.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.4026