Sistemele hibride în era tranziției energetice: de ce implementarea soluțiilor cu pompă de căldură și cazan în condensație pe gaz este soluția optimă pentru clădirile moderne

Energia solară și eoliană continuă să crească într-un ritm impresionant, însă producția lor depinde de condițiile meteorologice și necesită investiții masive în infrastructura de transport și stocare. În paralel, consumul de energie electrică este în continuă creștere, alimentat inclusiv de extinderea utilizării pompelor de căldură, a vehiculelor electrice și a sistemelor de răcire.

Criza energetică din ultimii ani a demonstrat că securitatea energetică rămâne la fel de importantă ca sustenabilitatea. În 2022, Germania a fost nevoită să reactiveze temporar capacități de producție pe cărbune pentru a asigura stabilitatea sistemului energetic, demonstrând faptul că tranziția nu poate fi realizată peste noapte și că este nevoie de soluții pragmatice și flexibile.

În acest context, Uniunea Europeană continuă să considere gazul natural drept combustibil de tranziție, capabil să susțină reducerea emisiilor până când infrastructura bazată exclusiv pe surse regenerabile va putea acoperi, în mod fiabil, cererea de energie.

Pentru România, perspectiva următorilor ani este una favorabilă.

Proiectul Neptun Deep din Marea Neagră, dezvoltat de OMV Petrom și Romgaz, reprezintă cea mai mare investiție energetică din sectorul offshore românesc. Cu rezerve estimate la aproximativ 100 miliarde metri cubi de gaze naturale și o investiție de aproximativ 4 miliarde de euro, proiectul va transforma România într-unul dintre cei mai importanți producători de gaze naturale din Uniunea Europeană. Pentru a ilustra dimensiunea proiectului: producția estimată de gaze naturale este echivalentă cu aproximativ de 30 de ori cererea anuală actuală a circa 4,3 milioane de gospodării.

Primele extracții sunt estimate pentru anul 2027, iar producția anuală ar putea ajunge la aproximativ 8 miliarde metri cubi. Această capacitate poate contribui semnificativ la securitatea energetică regională și la reducerea dependenței Europei de importuri.

În paralel, infrastructura energetică europeană se pregătește pentru integrarea treptată a hidrogenului și biometanului, ceea ce transformă gazul natural într-o componentă importantă a unei tranziții controlate și sustenabile.

În ultimii ani, discuția despre încălzirea clădirilor a fost adesea prezentată ca o alegere între pompele de căldură și cazanele pe gaz. În realitate, cele mai performante proiecte demonstrează că viitorul aparține sistemelor hibride.

Să luăm cazul unei clădiri comerciale sau rezidențiale colective cu un necesar de încălzire de aproximativ 200-300 kW.

Într-o soluție convențională, întreaga putere instalată ar fi asigurată de un cazan, dimensionat pentru a acoperi inclusiv cele mai reci zile ale anului.

În practică însă, aceste condiții extreme apar doar pentru perioade limitate. În cea mai mare parte a sezonului de încălzire, necesarul energetic este semnificativ mai redus.

Într-un sistem hibrid, o pompă de căldură Belaria pro poate fi dimensionată în cascadă la aproximativ 100-200 kW, adică între 30 - 50% din puterea totală instalată. Cu toate acestea, datorită numărului mare de ore de funcționare și eficienței ridicate, aceasta poate acoperi aproximativ 80% din necesarul anual de energie al clădirii.
 

Cazanul în condensație UltraGas2 intervine doar în situațiile în care este scade randamentul pompei de căldură și este necesară putere suplimentară: temperaturi exterioare foarte scăzute, vârfuri de consum sau prepararea rapidă a apei calde menajere.

Rezultatul este un sistem care utilizează prioritar energia regenerabilă disponibilă în aerul exterior, menținând în același timp siguranța și continuitatea alimentării cu energie termică.

În plus, deoarece UltraGas2 funcționează un număr redus de ore anual și doar atunci când este cu adevărat necesar, consumul total de combustibil și emisiile asociate sunt semnificativ reduse comparativ cu o instalație convențională bazată exclusiv pe combustibil gazos.

Prin coordonarea inteligentă realizată de TopTronic E, sistemul selectează permanent sursa de energie cea mai eficientă, astfel încât costurile de exploatare și impactul asupra mediului să fie optimizate pe întreaga durată de viață a instalației.

Rezultatul este un sistem care oferă:

• consum redus de energie;
• costuri predictibile de exploatare;
• emisii reduse de CO₂;
• siguranță în alimentarea cu energie termică;
• independență față de fluctuațiile unei singure surse de energie.

În cadrul unei instalații hibride, rolul cazanului nu mai este acela de sursă principală de încălzire, ci de generator inteligent care completează funcționarea pompei de căldură exact atunci când este necesar.

Din acest motiv, eficiența și flexibilitatea sa devin esențiale.
Noua generație de cazane în condensație pe gaz  UltraGas2 au fost dezvoltate tocmai pentru a răspunde acestor cerințe.

Datorită schimbătorului de căldură patentat aluFer, realizat din aluminiu la interior și oțel inoxidabil la exterior, energia din gazele de ardere este recuperată și reutilizată. Această tehnologie permite recuperarea unei cantități suplimentare de energie care, în mod normal, ar fi pierdută prin evacuarea gazelor arse.

Construcția verticală a schimbătorului contribuie la autocurățarea acestuia și reduce necesarul de mentenanță pe termen lung.
În plus, utilizarea oțelului inoxidabil rezistent la coroziune prelungește semnificativ durata de viață a echipamentului și îl transformă într-o investiție sigură pentru deceniile următoare.

Beneficiile sunt multiple:

• consum redus de gaz;
• reducerea consumului de energie electrică;
• creșterea eficienței sezoniere;
• reducerea emisiilor de CO₂;
• uzură redusă a componentelor.

Reducerea consumului de combustibil este importantă, însă la fel de important este impactul asupra mediului.

UltraGas 2 respectă standardul european NOx Clasa 6, cea mai strictă categorie privind emisiile de oxizi de azot pentru echipamentele de încălzire.

Acest lucru contribuie la reducerea poluării locale și permite integrarea echipamentului în proiecte care urmăresc standarde ridicate de sustenabilitate și obținerea de certificari de tip BREEAM, o metodă de evaluare a performanței ecologice a unei clădiri, aplicabilă atât clădirilor vechi, cât și celor noi.

Un aspect tot mai important în proiectarea instalațiilor moderne este compatibilitatea cu viitoarele surse de energie.

UltraGas 2 este deja pregătit pentru utilizarea unui mix de gaz natural cu până la 20% hidrogen și este compatibil cu biometanul.

Această caracteristică permite investitorilor să adopte soluții eficiente astăzi fără riscul de a rămâne blocați într-o tehnologie care nu va putea răspunde cerințelor viitoare ale pieței energetice.

Pentru aplicațiile colective și comerciale, Hoval propune integrarea UltraGas 2  cu pompele de căldură aer-apă Belaria pro sau pompele de căldură sol-apă Thermalia.
Noua generație de pompe de căldură Belaria pro este disponibilă în variante de 20, 25, 40 și 50 kW și poate fi configurată în cascadă până la 200 kW, iar pompele de căldură sol-apă Thermalia de până la 1000kW.

Tehnologia inverter permite adaptarea continuă a puterii la necesarul real al clădirii, atât în regim de încălzire, cât și de răcire.

Avantajele sunt evidente:

• eficiență sezonieră ridicată;
• consum redus de energie;
• funcționare optimizată la sarcini parțiale;
• costuri reduse de exploatare;
• confort termic constant.

Prin integrarea cu rezervoarele de acumulare, sistemele de preparare ACM și, acolo unde este cazul, cu instalațiile fotovoltaice, pompele de căldură devin elementul central al unui sistem energetic modern și sustenabil.
 

Valoarea unui sistem hibrid nu este dată doar de performanța componentelor individuale, ci de capacitatea acestora de a funcționa eficient împreună.

De aceea, Hoval integrează toate componentele prin intermediul sistemului de control TopTronic E și al platformei HovalSupervisor.

Aceste soluții coordonează funcționarea pompei de căldură, a cazanului, a preparării apei calde menajere, a rezervoarelor de acumulare și a eventualelor sisteme solare.
Prin HovalConnect, utilizatorii beneficiază de monitorizare și control de la distanță, acces la informații privind consumurile și notificări în timp real privind starea instalației.

Tranziția energetică inseamnă mai mult decât înlocuirea unei tehnologii cu alta, ci asocierea inteligentă a celor mai eficiente soluții disponibile.

Într-o perioadă în care energia regenerabilă continuă să se dezvolte, iar infrastructura pentru hidrogen și biometan se află în plină expansiune, sistemele hibride oferă cel mai bun echilibru între sustenabilitate, performanță și siguranță.

Astăzi, succesul unui proiect este definit de capacitatea de a integra inteligent sursele regenerabile, automatizarea și generatoarele de înaltă eficiență într-un singur ecosistem energetic performant. 

În această ecuație, un cazan în condensație pe gaz devine elementul care asigură continuitatea, flexibilitatea și fiabilitatea întregului sistem în procesul de tranziție energetică.