Prospects for using heat pumps in district heating systems around the world and Ukraine
Trends in the use of heat pumps in district heating systems (DHS) of European countries and their prospects in Ukraine are considered. It is established that special programs have been created to stimulate heat pumps introduction in many countries around the world in order to reduce the consumption...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/789 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871104302163951616 |
|---|---|
| author | Derii V.O. Sokolovska I.S. Teslenko |
| author_facet | Derii V.O. Sokolovska I.S. Teslenko |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Derii V.O.",
"institution": null
},
{
"author": "Sokolovska I.S.",
"institution": null
},
{
"author": "Teslenko ",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Derii V.O. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:47Z |
| description | Trends in the use of heat pumps in district heating systems (DHS) of European countries and their prospects in Ukraine are considered. It is established that special programs have been created to stimulate heat pumps introduction in many countries around the world in order to reduce the consumption of fossil fuels for heat supply purposes.The production of heat pumps in EU countries is regulated by the relevant Directives and Commission Regulations (EU). Ukraine is actively working to harmonize these documents, improving and adapting Ukrainian legislation to European one.There is no unified approach to regulate the introduction and use of heat pumps in the world. Each country has its own regulations with appropriate permits and restrictions. The construction of heat pump systems requires certain permits from the relevant agencies, both at the state and regional (local) levels. During the operation of powerful heat pumps, their productivity and consumption of energy of low-potential heat source are monitored.The use of electricity in all sectors of the world economy will develop at a rapid pace. In 2050, electrification will take a leading position in the production of DHS thermal energy in Ukraine that will lead to mass use of heat pumps. The total heat capacity of the installed heat pumps will increase over the next thirty years and will reach 6.3 GW in 2050 that will provide an annual production of 14.8 million Gcal of thermal energy.The role of heat pumps in DHS will be as follows: generation of thermal energy during the heating period, centralized hot water supply and cold supply in summer, daily regulation of electric load of power systems. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2021.03.043 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:03:06Z |
| format | Article |
| fulltext |
43
Перспективи використання теплових насосів в системах централізованого теплопостачання країн світу та України
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2021, issue 3(66)
ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Print). The problems of general energy, 2021, 3(66): 43–52
doi: https://doi.org/10.15407/pge2021.03.043
Ця стаття є продовженням публікації [1] ре-
зультатів дослідження щодо розвитку систем цен-
тралізованого теплопостачання (СЦТ) України. Її
метою є визначення тенденцій використання те-
плових насосів (ТН) у СЦТ країн світу та їх пер-
спектив в Україні.
На сьогодні використання ТН у різних краї-
нах світу для теплозабезпечення населення ста-
ло розповсюдженою практикою. Впровадженню
ТН технологій сприяють світові тенденції де-
карбонізації розвитку сучасного суспільства та
підвищення ефективності використання енер-
гетичних ресурсів, а також чуттєві планетарні
зміни клімату. Загальний обсяг світового рин-
ку ТН у 2018 р. оцінено у $ 55,2 млрд, який, за
прогнозами, до 2026 р. досягне $ 99,6 млрд [2].
Експерти Міжнародного енергетичного агент-
ства (МЕА) (International Energy Agency, IEA) у
2011 р. розробили «дорожню карту» технологій
«Енергоефективність будівель – обігрів та охо-
лодження», яка передбачає зниження світового
енергоспоживання на обігрів та охолодження до
2050 р. вдвічі порівняно з сьогоднішнім рівнем.
За цією «дорожньою картою» застосування ТН
для житла здатне заощаджувати до 63% енергії
[3], а за більш пізнішими дослідженнями МЕА
(2020 р.) – до 90% [4].
Світовий ринок ТН усіх типів швидко зростає.
Наприклад, у США частка продажів ТН для но-
вих будівель перевищує 40% для односімейних
житлових будинків і становить близько 50% для
нових багатоквартирних будинків [4]; у 2020 р.
у 21 країні Європи було встановлено 14,84 млн
ТН, що на 6% (1,6 млн) більше, ніж у 2019 р.,
найбільше (48%) – у Франції (394 тис.), Італії
(233 тис.) та Німеччині (140 тис.), а всього 87%
річних продажів у Європі припадає на 10 країн,
включаючи Іспанію, Швецію, Фінляндію, Нор-
вегію, Данію, Польщу та Нідерланди [5]. Азіат-
сько-Тихоокеанський регіон є найбільшим регіо-
нальним ринком на загальносвітовому ринку ТН,
де Японія, Китай та Індія є основними країнами,
що приносять дохід у житловому, комерційному
та промисловому секторах [2].
У різних регіонах застосовуються різні типи
ТН відповідно до місцевих умов: ТН «повітря-
повітря» найбільше поширені у США (зростання
продажів з 2,3 млн од. у 2015 р. до 3,1 млн од. у
2019 р.), Японії, Європі; ТН «повітря-вода» – у
Китаї (у 2017 р. продано 1,3 млн од.), Японії (у
2018 р. продано 480 тис. од.), Європі (майже 50%
порівняно з іншими типами, у 2018 р. продано
155 тис. од.), США (у 2018 р. продано 95 тис. од.),
Південній Кореї; ТН «вода-вода» найбільш по-
ширені у Європі; ТН, що використовують теплоту
ґрунту, найменше поширені у всьому світі, річний
УДК 621.643.053 В.О. ДЕРІЙ, канд. техн. наук, ст. наук. співр., ORCID: 0000-0002-5689-4897
І.С. СОКОЛОВСЬКА, канд. техн. наук, ORCID: 0000-0003-1959-9837
О.І. ТЕСЛЕНКО, канд. техн. наук, ORCID: 0000-0002-3772-5991
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172, м. Київ, 03150, Україна
ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ У СИСТЕМАХ
ЦЕНТРАЛІЗОВАНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ КРАЇН СВІТУ ТА УКРАЇНИ
Розглянуто тенденції використання теплових насосів у системах централі-
зованого теплопостачання країн Європи та їх перспективи в Україні. Вста-
новлено, що з метою зменшення споживання викопного палива для цілей те-
плопостачання, у багатьох країнах світу створені спеціальні програми щодо
стимулювання масового впровадження теплових насосів. Згідно цих програм
у разі впровадження теплових насосів безпосередньо чи опосередковано на-
дається державна фінансова підтримка. Показано, що загальна встановлена
потужність теплових насосів в Україні має тенденцію до суттєвого зростання і в
2050 р. може досягнути 6,3 ГВт з прогнозованим річним виробітком 61,97 ПДж
(14,8 млн Гкал) теплової енергії.
К л ю ч о в і с л о в а: системи централізованого теплопостачання, теплова
енергія, тепловий насос, електричний котел, структура генерації, електричне
навантаження.
© В.О. ДЕРІЙ, І.С. СОКОЛОВСЬКА, О.І. ТЕСЛЕНКО, 2021
44
В.О. ДЕРІЙ, І.С. СОКОЛОВСЬКА, О.І. ТЕСЛЕНКО
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2021, issue 3(66)
обсяг продажів становить близько 400 тис. У Япо-
нії, Кореї, Європі та США реверсивні ТН зазвичай
використовуються як для обігріву, так і для охоло-
дження [3, 4, 6, 7].
У США ТН часто поєднуються із застосуван-
ням сонячної енергії для обігріву помешкань, пі-
дігрівання води для побутових потреб і для басей-
нів, що істотно підвищує ефективність системи
теплопостачання, а використання фотоелектрич-
них панелей та будинкових електроакумуляторів
дає змогу автономно забезпечити ТН електро-
енергією [3] .
Сьогодні перше місце з впровадження ТН у
Європі займає Швеція, де ТН застосовуються з
початку 80-х років, а сьогодні використовують-
ся великі установки одиничною тепловою по-
тужністю більше 30 МВт, джерелом теплоти для
яких є морська вода, очищені стічні води, скидна
вода промислових підприємств. Найбільші тепло-
насосні установки (ТНУ) розташовані в містах
Стокгольм (320 МВт), Мальме (40 МВт), Упсала
(39 МВт), Еребру (42 МВт). Кількість теплоти, що
виробляється ТНУ в Швеції, досягає близько 50%.
Треба зазначити, що у цій країні широко викорис-
товуються СЦТ [3, 7, 8].
У інших країнах Європи також використову-
ються ТН у СЦТ, наприклад, у Швейцарії (най-
більша в м. Лозанна, 7 МВт) [7]; у Польщі у 2017 р.
порівняно з 2016 р. використання всіх видів ТН
для СЦТ (і часто охолодження) збільшилося на
30%, зокрема використання ТН «повітря-вода»
збільшилось приблизно на 55%, ТН «соляний роз-
чин-вода», що використовують теплоту ґрунту, –
приблизно на 5% [9].
Виконаний європейський проект «Heat
Roadmap Europe» щодо використання ТН у СЦТ
показав, що в майбутньому до СЦТ може надхо-
дити до 25% енергії від ТН, забезпечуючи загаль-
ну декарбонізацію енергосистеми. СЦТ 4-го по-
коління характеризуються інтеграцією теплових
та електричних систем з низькими температура-
ми подаваної та зворотної води. Для збільшення
використання відновлюваних джерел енергії та
поступової відмови від викопного палива, комбі-
новані теплоелектроцентралі, великі ТН та систе-
ми накопичення теплової енергії працюватимуть
разом у взаємодії. СЦТ 4-го покоління також взає-
модіятимуть з централізованими системами охо-
лодження. Переваги інтеграції потужних ТН у
майбутні «розумні» енергосистеми, СЦТ та сис-
теми охолодження: 1) ТН у поєднанні з системами
накопичення енергії дають можливість майбутнім
СЦТ збалансувати електромережу з огляду на не-
рівномірність вироблення електроенергії з віднов-
люваних джерел енергії та допомогти уникнути
високих витрат на розширення електричних ме-
реж; 2) ТН дозволяють використовувати надлиш-
кову теплоту низьких температур як від промис-
ловості, так і від виробництва електроенергії, а
також відновлювані джерела теплоти, і зменшити
втрати в електромережі; 3) ТН збільшують гнуч-
кість та ефективність СЦТ, використовуючи кіль-
ка джерел теплоти, що забезпечує більшу гнуч-
кість енергосистеми в цілому, враховуючи швидке
введення в експлуатацію ТН та низькі пускові ви-
трати, а також нестабільність ринку електроенер-
гії та можливості використання теплової мережі
та накопичувачів як теплових акумуляторів [10].
Розвитку ринку ТН сприяє політика, спрямова-
на на енергозбереження та охорону довкілля [6].
Питання законодавчого та нормативного регулю-
вання впровадження ТН в ЄС та в Україні доклад-
но розглянуто в публікації [11].
Як показує світовий досвід, впровадження ТН
може стимулюватися з боку держави різними спо-
собами [8, 12]. Розглянемо їх докладно на наступ-
них прикладах.
1. Прийняття законів, в яких джерело енергії,
використовуване тепловими насосами, можна
розглядати як відновлювану теплоту, внаслідок
чого теплові насоси підпадають під дію інших
стимулів, таких як податкові знижки.
У законах ряду країн визначено обов’язковість
використання низькопотенційної теплоти від
відновлюваних джерел енергії (ВДЕ), у т.ч. вста-
новлення ТН у разі нового будівництва, зокрема
у США, що призвело до того, що за рік в США
продається понад 1 млн ТН, а виробниками є
більше 50 фірм [7, 8]; У Швеції – у багатоповер-
хових будівлях для автономної системи кондиці-
онування, опалення і нагрівання води, найбіль-
ше у поєднанні з системою «тепла підлога» для
максимально ефективного використання енергії,
отриманої за допомогою ТН [8, 13]; у Німеччи-
ні з 01.01.2016 р. – для обігрівання приміщень
і гарячого водопостачання повністю заборонені
котли, що працюють на рідкому паливі, що при-
звело до збільшення продажів ТН на 30%. У Да-
нії з 2013 р. заборонені установки, що спалюють
викопне паливо [14].
У Швеції у разі реконструкції та модернізації
будівель надається державна підтримка при ви-
користанні ВДЕ та схема скорочення податків,
зокрема щодо ТН сума доплати залежить від вар-
тості кожного виду робіт. У великих містах Китаю
застосування ТН стимулюється будівництвом «зе-
лених» енергоефективних будівель [3].
У Німеччині застосування ТН значно зросло з
2010 р., коли зрівнялась вартість електроенергії
з мережі та отриманої в домогосподарстві за до-
помогою ВДЕ, тобто було досягнуто «мережевий
паритет» [3].
45
Перспективи використання теплових насосів в системах централізованого теплопостачання країн світу та України
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2021, issue 3(66)
У Великій Британії в 2018 р. розроблено Поло-
ження про схему стимулювання використання те-
плоти з ВДЕ (зокрема за допомогою встановлених
у побутових приміщеннях ТН, що використову-
ють теплоту ґрунту), згідно з яким власники уста-
новок, які виробляють теплоту з визначених ВДЕ
та відповідають визначеним критеріям, можуть
отримувати платежі за встановленими гарантова-
ними тарифами за теплоту, яка використовується
для прийнятних цілей, передбачено періодичні
виплати підтримки. Щорічно має бути розрахова-
но та опубліковано таблицю тарифів, скориговану
відповідно до індексу споживчих цін [15].
2. Прийняття державних програм, які охоплю-
ють теплові насоси та сприяють зменшенню ви-
трат на установку та обладнання.
У багатьох країнах прийнято державні програ-
ми, які включають стимулювання впровадження
ТН, наприклад, у Китаї субсидії в рамках «Плану
дій щодо запобігання та контролю забруднення
повітря», а в Японії в рамках «Плану енергозбе-
реження» зменшення попередніх витрат на уста-
новку та обладнання. Ці програми проказали
позитивний результат: в Європі за останні роки
темпи зростання продажів зросли у десятки ра-
зів. І навпаки, в Китаї згортання державної про-
грами «Від вугілля до електрики», в рамках якої
застосовувались субсидії для ТН «повітря-вода»
на заміну котлів, що працюють на вугіллі, при-
звело до зниження продажів ТН «повітря-вода»
на 30% [4, 6, 8, 12].
За урядовою програмою Німеччини (нім. -
Marktanreizprogramm, MAP) на встановлення
ТН видаються гранти–субсидії, зокрема для ТН,
що використовують теплоту ґрунту: до 10 кВт –
2,4 тис. євро; 10–20 кВт – 2,4 тис. євро плюс
120 євро/1 кВт; 20–100 кВт – 2,4 тис. євро плюс
100 євро/1 кВт [16]. На установку ТН у Франції з
2005 р. надаються податкові кредити, а в Бельгії –
субсидії в розмірі до 75% від вартості ТН [3].
У Швеції за урядовою програмою надається дер-
жавна дотація на встановлення ТН [8]. В Австрії,
де ТН застосовуються з 1993 р., в основному, для
обігріву домівок та гарячого водопостачання, енер-
гетична політика австрійського уряду та уряду про-
вінцій щодо заохочення використання ТН призвела
до різкого зростання продажу ТН різних типів в
останні роки та, відповідно, до значного скорочен-
ня викидів СО
2
[17]. В Японії виконуються урядові
програми, згідно з якими надаються субсидії для
встановлення ТН: від $450 для побутового вико-
ристання і $1500–2300 – для комерційних цілей
[3]. У країнах Азіатсько-Тихоокеанського регіону
впроваджуються державні програми з популяри-
зації енергоефективного обладнання, які, зокрема,
заохочують купівлю ТН «повітря-вода» [6].
У США та Китаї існують спеціальні програ-
ми щодо ТН, які використовують теплоту ґрун-
ту, згідно з якими 30% початкових інвестиційних
витрат компенсує держава. Для сприяння досяг-
ненню цілі використання таких ТН у 700 млн. м2
Китай запропонував додаткові субсидії (від 35 до
70 юанів/м2) для деяких районів, таких як Цзілінь,
Чунцин та Нанкін [4].
3. Встановлення вимог до технологічних харак-
теристик, наприклад, енергоефективність більше,
ніж коефіцієнт корисної дії 1 для всіх опалюваль-
них технологій до 2030 р. (Канада), мінімальний
сезонний коефіцієнт продуктивності (SPF) дорів-
нює 3,8 (ЄС) [12].
За урядовою програмою Німеччини MAP се-
зонний коефіцієнт продуктивності SPF ґрунтових
ТН повинен становити не менше 3,8, мінімальна
відповідність ТН «соляний розчин-вода» припи-
сами Ecolabel (EHPA Quality Label V 1,4) з коефі-
цієнтом SPF = 4,3 [16].
У США Федеральна програма енергоменедж-
менту (Federal Energy Management Program,
FEMP) містить таблиці вимог до мінімальної
ефективності та продуктивності для ряду катего-
рій устаткування щодо обігріву та охолодження,
зокрема ТН, що використовують теплоту повітря
(для будинку), та геотермальних ТН (для будин-
ку) [18]. Також Департамент енергетики США у
2019 р. оприлюднив інформацію стосовно стан-
дартів мінімальної енергоефективності для ТН,
які використовуються для кондиціювання повітря
[19]. Федеральні покупці можуть використовува-
ти ці таблиці, як довідковий матеріал, і визначати
належні вимоги до закупівель [18]. У результаті
двох підвищень мінімальних показників енергое-
фективності у 2006 та 2015 рр. у США середній
коефіцієнт корисної дії ТН зріс на 13 та 8%, від-
повідно [12].
У Канаді на федеральному рівні чинні стан-
дарти енергоефективності для ТН різних типів,
у той самий час у провінціях Британська Колум-
бія, Манітоба, Онтаріо, Квебек, Нью-Брансвік та
Нова Шотландія існують свої власні норми енер-
гоефективності для такого обладнання [20]. У
Китаї введені нові стандарти енергоефективності
сприяли розвитку ринку побутових ТН «повітря-
вода», який у 2015 р. оцінювався в 10 млрд юанів
($ 1,6 млрд) [3].
4. Маркування енергетичних характеристик
теплового насоса, що дає можливість порівнюва-
ти енергоефективність різних видів обладнання.
Директива 2009/125/EC (Energy related
Products, ErP) від 21 жовтня 2009 р. [21] щодо
встановлення рамок для визначення вимог з еко-
дизайну, що застосовується до будь-яких про-
дуктів, які впливають на енергоспоживання, є
46
В.О. ДЕРІЙ, І.С. СОКОЛОВСЬКА, О.І. ТЕСЛЕНКО
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2021, issue 3(66)
правовою основою, відповідно до якої виробники
зобов’язані знижувати споживання енергії протя-
гом терміну експлуатації їх продукції та скорочу-
вати негативні впливи на довкілля. Ця директива
передбачає застосування на етапі проектування
мінімальних вимог до енергетичної та екологічної
ефективності на одиницю продукції, що викорис-
товує енергію (у т.ч. ТН) або пов’язана з викорис-
танням енергії (наприклад, вікна), а її виконання
є обов’язковим для виробників та імпортерів. Ви-
значено сезонний показник енергоефективності –
новий спосіб оцінювання виробів, які обігрівають
і охолоджують приміщення, на основі їхньої енер-
гоефективності протягом усього року.
Застосування Директиви 2009/125/EC до різ-
них видів обладнання, зокрема з використанням
ТН, визначено у відповідних Регламентах: Ре-
гламент 206/2012/EU від 6 березня 2012 р. [22]
щодо обладнання для повітряного нагрівання
та охолоджування та побутових вентиляторів;
Регламент 813/2013/EU від 2 серпня 2013 р.
[23] щодо обігрівачів приміщень та комбінова-
них обігрівачів до 400 кВт включно; Регламент
814/2013/EU від 2 серпня 2013 р. [24] щодо
водонагрівачів до 400 кВт включно та баків з
гарячою водою (баків-акумуляторів) до 2000 л
включно; Регламент 2016/2281/EU від 30 листо-
пада 2016 р. [25] щодо обладнання для повітря-
ного опалення потужністю не більше 1 МВт та
обладнання для охолоджування, охолоджувачів
високотемпературних процесів та фанкойлів
потужністю не більше 2 МВт.
Директива 2009/125/EC тісно пов’язана з Ре-
гламентом Європарламенту та Ради 2017/1369/EU
від 4 липня 2017 р. [26], який замінив Директиву
2010/30/ЄС, щодо встановлення рамок енергетич-
ного маркування, яке має надавати покупцям ін-
формацію про енергетичні показники обладнання.
Делеговані Регламенти Комісії (ЄС) № 811/2013
[27] та № 812/2013 [28] від 18 лютого 2013 р. ви-
значають правила енергетичного маркування різ-
них видів обладнання, зокрема такого, де засто-
совуються ТН: Регламент 811/2013 стосується ТН
приладів для обігріву, комбінованих ТН приладів
для обігріву та низькотемпературних ТН, а Регла-
мент 812/2013 – водонагрівачів із вбудованим ТН.
Регламент 811/2013 запроваджує нову шкалу
маркування від А+++ до G для обладнання по-
тужністю до 70 кВт (когенераційні опалювальні
прилади – до 50 кВт). Класи сезонної енергоефек-
тивності від A до G охоплюють різні типи звичай-
них опалювальних котлів, які не поєднуються з
когенерацією та технологією використання ВДЕ,
класи А+ та А+++ повинні сприяти використан-
ню когенерації та ВДЕ. Нова шкала вводилась по-
етапно з 26 вересня 2015 р. до 26 вересня 2019 р.
Окремо треба зазначити, що для ТН дуже
важливими є вимоги щодо шуму, які на европей-
ському рівні вирішуються в рамках вимог щодо
екодизайну та енергетичного маркування, зокре-
ма Регламентів 206/2012, 813/2013, 811/2013 та
відповідних європейських стандартів щодо рівня
звукового тиску ТН [22, 23, 27].
5. Підвищення екологічних вимог, що сприяє
впровадженню теплових насосів як обладнання
без шкідливих викидів та викидів парникових га-
зів [6, 8, 12].
У Північній Європі велику увагу приділяють
проблемам екології, зокрема у Данії, Фінляндії,
Норвегії та Швеції державою в рамках політики,
спрямованої на зменшення парникових викидів,
субсидується покупка обладнання, що викорис-
товують ВДЕ, до яких відносяться ТН. У резуль-
таті продажі ТН «повітря-вода» зросли за 2018 р.
на 10% [6].
У США ефективною є система штрафів (за ви-
киди СО
2
) і заохочень за використання низькопо-
тенційної теплоти для теплопостачання [7]. В Ав-
стралії, як результат прийняття суворих екологіч-
них законів, ТН «повітря-вода» все більше стають
альтернативою електричним водонагрівачам [6].
В Японії в результаті виконання урядової про-
грами з вивчення наслідків застосування ТН не
було виявлено жодного негативного фактору
впливу на довкілля та безпеку людини, що спри-
яло масовому впровадженню ТН у систему те-
плопостачання. Для забезпечення максимальної
ефективності в цьому секторі економіки широко
використовуються переваги приватно-державно-
го партнерства. У середині 80-х років минулого
століття був створений фонд «Теплові насоси»,
який показав результативність своєї роботи. Після
катастрофи на АЕС «Фукусіма-1» ще більше роз-
виваються програми, які зменшують залежність
від атомної енергетики і газу та сприяють впро-
вадженню енергозберігаючих технологій [3, 29] .
Треба зазначити, що поєднання зазначених
вище способів стимулювання впровадження ТН
дає найкращий результат.
Використання геотермальної енергії на неве-
ликих глибинах.
На 2015 р. у світі було встановлено понад
4,2 млн систем використання геотермальної енер-
гії на невеликих глибинах (ГЕНГ), до складу яких
входять ТН загальною потужністю 50 258 МВт.
Експлуатація систем з використанням ГЕНГ має
мультидисциплінарний характер (геологічні енер-
гетичні ресурси, обігрівальні/охолоджувальні
споруди, екологічні проблеми). Правова база ре-
гулювання енергетичних систем, що використову-
ють ГЕНГ, у країнах світу ще знаходиться на стадії
розробки, зокрема ще не існує загальноприйнятих
47
Перспективи використання теплових насосів в системах централізованого теплопостачання країн світу та України
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2021, issue 3(66)
взаємопов’язаних визначень: так, у більшості кра-
їн невеликою вважається глибина до 400 м, в Іс-
панії – до 250 м. Найбільша увага правовому ре-
гулюванню приділяється в європейських країнах.
Деякі загальні підходи передбачають встановлен-
ня мінімальної відстані між 2,5 (Австрія) та 10 м
(Фінляндія та Швеція) від закритих геотермаль-
них систем до меж власності. Також немає єди-
ного підходу щодо визначення порогових значень
температур скидних вод у теплонасосних систе-
мах з відкритим контуром, що використовують
теплоту підземних вод. Ці значення знаходяться в
діапазоні: у разі охолодження теплонасосною сис-
темою температура скидних вод не повинна пе-
ревищувати 15–25 ᵒС, у разі нагрівання – 2–5 ᵒС.
Регулювання використання ГЕНГ відбувається
як на національному, так і на регіональному та
місцевому рівнях, наприклад, в Іспанії чинними
є такі правові документи: 9 національних, з яких
2 рекомендованих і 2 обов’язкові, 3 регіональних
(обов’язкові), 2 місцеві (обов’язкові), зокрема пра-
вові компетенції щодо видобутку, оцінки впливу
на довкілля та води перенесені з національного
рівня на регіональний. У табл. 1 наведено перелік
законодавчих документів, які регулюють викорис-
тання ГЕНГ у деяких країнах ЄС [30, 31].
В Україні розвитку та впровадженню ТН техно-
логій також приділяється значна увага, хоча темпи
їх впровадження та використання відбуваються
значно повільніше, ніж у розвинутих країнах світу.
Зокрема, в 2009 р. урядом України був схвалений
проект розпорядження «Щодо розробки програми
впровадження теплових насосів», який містив пе-
релік першочергових проектів з впровадження у
2009–2010 рр. більше 250 ТН установок у різних
регіонах України для автономного теплопостачан-
ня бюджетних установ та централізованого тепло-
постачання понад 1 млн населення з очікуваним
зменшенням викидів парникових газів на 700 тис. т
СО
2екв на рік та економією природного газу на
595,64 млн м3 на рік [32]. Подальшого розвитку
цієї програми не відбулось.
У 2014 р. був затверджений Національний план
дій з відновлюваної енергетики на період до 2020 р.,
в якому наведено оцінку загального внеску (кін-
цевий обсяг енергоспоживання), очікуваного за
кожним джерелом відновлюваної енергії, зокре-
ма, для ТН, для досягнення обов’язкових індика-
тивних цілей на 2020 р. та індикативної проміж-
ної траєкторії досягнення частки енергії з ВДЕ
у системах опалення та охолодження на 2014–
2020 рр., як це показано в табл. 2.
У 2019 р. фахівцями Інституту технічної те-
плофізики НАН України здійснено оцінку тепло-
вої потужності та обсягів виробництва відновлю-
ваної енергії ТН в Україні станом 01.01.2019 р.
[34] з використанням Методики обчислення енер-
гії, виробленої тепловими насосами з ВДЕ, за-
твердженої наказом Міністерства регіонального
розвитку України від 12.03.2018 №52 [35].
ТН установки, згідно цій методики, поділено
на дві відмінні групи:
Реверсивні кондиціонери (РК), первинною
функцією яких є робота в режимі охолодження
повітря, а вторинною – робота у режимі нагріван-
ня повітря;
ТН, первинною функцією яких є робота у ре-
жимі нагрівання повітря або проміжних теплоно-
сіїв (вода, розсіл) системи обігріву та/або гарячо-
го водопостачання, а вторинною – охолодження
Таблиця 1 . Перелік законодавчих документів, що стосуються використання ГЕНГ
у деяких країнах ЄС [31]
Документ Країни
Закон про воду SI, SK, PL, DE, CZ, AT
Закон про видобуток корисних копалин SI, PL, DE, AT (якщо глибина > 300 м, то не
може бути застосовано для ГЕНГ)
Закон про будівництво SI, PL, CZ
Закон про геологію SK, DE, CZ
Закон про охорону довкілля PL, SI
Закон про підтримку відновлюваних ресурсів SK, PL
Закон про просторове планування PL
Постанова про водоохоронні зони (місцевий рівень) SI, SK, DE, CZ, AT
Постанова про зони затоплення (місцевий рівень) SK, CZ
Місцеві правила землекористування PL
Скорочення: AT – Австрія, CZ – Чеська Республіка, DE – Німеччина, PL – Польща, SK – Словаччина,
SI – Словенія
48
В.О. ДЕРІЙ, І.С. СОКОЛОВСЬКА, О.І. ТЕСЛЕНКО
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2021, issue 3(66)
повітря або теплоносіїв системи кондиціонування
у активному або пасивному режимах.
Стаття 10 Закону України «Про альтернативні
джерела енергії» [36] містить загальні умови від-
несення ТН до обладнання відновлюваної енерге-
тики: «Отриману за допомогою теплових насосів
аеротермальну, геотермальну та гідротермальну
енергію слід вважати отриманою з відновлюваних
джерел за умови, що кінцевий вихід енергії зна-
чно перевищує споживання первинної енергії, яка
необхідна для приводу теплових насосів». Згідно
Директиви 2009/28/ЄС [37], критерієм віднесення
парокомпресійного ТН з приводом від електрич-
ного двигуна, який споживає електроенергію з
енергетичної системи, до установок відновлюва-
ної енергетики встановлюється мінімально допус-
тиме значення середнього розрахункового сезон-
ного коефіцієнту корисної дії зазначених тепло-
вих насосів. (SPF
0
), який визначається за виразом
0
1,15
SPF ,
(1)
де η – коефіцієнт корисної дії енергетичної сис-
теми з виробництва електричної енергії, що озна-
чає співвідношення між загальним сукупним
виробництвом електроенергії та первинним спо-
живачем енергії для виробництва електроенергії
та розраховується за даними енергетичного ба-
лансу 28 країн-членів ЄС за 2010 р., що базується
на даних Євростату (додаток VII до Директиви
2009/28/ЄС).
Результати оцінки накопиченої потужності
всіх теплових насосів, включаючи РК, за 2001–
2017 рр. та ефективної потужності «зелених» ТН,
які вдовольняють вимоги Директиви 2009/28/ЄС
та ст.10 Закону України «Про альтернативні дже-
рела енергії» щодо енергетичної ефективності,
показали, що станом на початок 2018 р. загальна
потужність всіх ТН (включно з РК) оцінюється
у 7382 МВт, а потужність «зелених» теплових
насосів – у 2046 МВт. За період дослідження
максимум кумулятивної загальної потужності
ТН (8134 МВт), як і ефективної потужності
(2277 МВт), був досягнутий у 2015 р. Значна різ-
ниця між сумарною та ефективною потужністю
пояснюється авторами тим, що домінуючу час-
тину парку теплонасосних установок становлять
реверсивні кондиціонери, більшість з яких, за ви-
ключенням деяких сучасних інверторних устано-
вок, не відповідає вимогам Директиви 2009/28/ЄС
щодо сезонної енергетичної ефективності. Мак-
симум річного виробництва теплоти ТН (2015 р.)
оцінюється у 3223 ГВт·год, обсяг виробництва
у 2017 р. – у 2884 ГВт·год. Зазначені обсяги від-
носяться до вилученої енергії з відновлюваних
джерел, які є нижчими за фактичне виробництво
корисної енергії на величину витрат електричної
енергії на привод ТН. Ця величина оцінюються у
2017 р. у 1540 ГВт·год при середньому значенні
сезонного коефіцієнту продуктивності 2,87 [34].
У структурі виробництва теплоти з ВДЕ у
2017 р. за типами ТН установок провідну роль
відіграють (у порядку зменшення) реверсивні
кондиціонери «повітря-повітря» – 1362 ГВт·год,
ТН «ґрунт-вода» – 898 ГВт·год, ТН «вода-вода» –
540 ГВт·год. ТН «повітря-вода» – 61 ГВт·год, ТН
«повітря-повітря» – 22 ГВт·год [34].
Станом на 2016 р. частка виробництва тепло-
ти «зеленими» ТН з ВДЕ у загальному обсязі по-
стачання кінцевої енергії в Україні оцінюється у
0,5%, а у загальному обсязі постачання енергії на
потреби побутового сектору (17,586 млн т н.е.)
– 1,4%, або 2,7% від обсягу відпуску теплової
енергії від централізованих джерел теплопоста-
чання [34].
Автори наведених результатів дослідження
[34] наголошують, що одержані оцінки обсягів
виробництва теплової енергії з ВДЕ засновані на
рекомендованих (типових) значеннях експлуата-
ційних характеристик ТН установок і відображу-
Таблиця 2. Оцінка загального внеску (кінцевий обсяг енергоспоживання)1,
очікуваного від застосування теплових насосів за видами ВДЕ для досягнення індикативних цілей
на 2020 р., тис. т нафтового еквіваленту [33]
Виробництво відновлювальної енергії від
теплових насосів за видами джерел / рік 2009 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Відновлювана енергія від теплових насосів,
у тому числі: 40 130 200 280 350 420 500 600
аеротермальна 27 90 140 195 245 290 360 420
геотермальна 9 26 39 55 70 85 90 120
гідротермальна 4 14 21 30 35 45 50 60
1 Розраховано як для прямого використання енергоресурсів, так і через систему центрального опалення (як визначено у
Статті 5(4) Директиви 2009/28/ЄC).
49
Перспективи використання теплових насосів в системах централізованого теплопостачання країн світу та України
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2021, issue 3(66)
ють скоріше потенційні, ніж фактичні значення,
одержання яких потребує проведення значного
обсягу додаткових натурних досліджень.
В Україні відомі поодинокі випадки успішно-
го застосування промислових ТН, наприклад, ТН
установка теплопродуктивністю 1,5 МВт, що вста-
новлена на підприємстві «Краматорськміжрайте-
пломережа», ТН установка в пансіонаті «Друж-
ба» (м. Ялта) теплопродуктивністю 2,8 МВт, ТН
установка в банку «Ажіо» теплопродуктивністю
250 кВт, ТН установка на насосній станції «Ба-
варія» (м. Харків) теплопродуктивністю 200 кВт,
ТН установка теплопродуктивністю 125 кВт у те-
плицях м. Донецька, показали техніко-економічну
доцільність їх використання [38]. Більше розпо-
всюдження отримали напівпромислові ТН пере-
важно тепловою потужністю від 25 до 50 кВт для
гарячого водопостачання та часткового обігріву
помешкань у комбінованих системах автономного
теплопостачання у готельних та офісних будівлях,
складських приміщеннях, лікарнях та оздоровчих
установах, закладах освіти, торгівлі та громад-
ського харчування тощо.
Розглянемо перспективи впровадження ТН в
Україні. В [1, табл. 3] наведено сумарну кіль-
кість теплової енергії, виробленої ТН та елек-
тричними котлами. Для розподілу цієї енергії
між ними використаємо інформацію, наведену
в [39, С.62, табл. 18]. У цій таблиці наведено
прогноз річного споживання електроенергії
окремо ТН та електричними котлами всіх сис-
тем теплозабезпечення України. Знаючи спо-
живання електроенергії ТН та електричними
котлами (ЕК), визначимо кількість виробленої
ними теплової енергії за формулою:
, , ,тн ек тн ек тн ек
t t tQ k E ,
(2)
де ,тн ек
tQ – кількість виробленої теплової енергії
ТН або ЕК в рік t;
,тн ек
tk – коефіцієнт перетворення (0,98 для ЕК
та 3,5 для ТН);
,тн ек
tE – кількість спожитої електроенергії ТН
або ЕК в рік t.
Далі знайдемо вклад теплових насосів у за-
гальну кількість виробленої теплової енергії ТН
та ЕК за формулою:
,
тн
тн t
t тн ек
t t
Q
K
Q Q
(3)
де тн
tK – відносний вклад ТН в загальну кількість
виробленої теплової енергії ТН та ЕК у рік t.
Значення коефіцієнта тн
tK наведено на діагра-мі, (рис. 1).
Зробимо припущення, що коефіцієнт тн
tK буде такий самий і для СЦТ. Далі, використовуючи дані
щодо виробництва теплової енергії ТН та елек-
тричними котлами, які наведено в [1, табл. 3], ви-
значимо їх виробництво окремо в кожному році.
Результати розрахунків показано на рис. 2.
0,77
0,79
0,83
0,86
0,9
0,92 0,92 0,92
0,65
0,7
0,75
0,8
0,85
0,9
0,95
2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Рис. 1. Відносний вклад ТН у загальну кількість
виробленої теплової енергії ТН та ЕК
1,04 2,63
4,54 5,87
7,91
10,61
14,77
0,27
0,54
0,75
0,67
0,68
0,92
1,28
0
5
10
15
2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Теплові насоси Електричні котлиМлн Гкал/рік
Рис. 2. Прогноз виробництва теплової енергії ТН
та електричними котлами
Для верифікації отриманих результатів порів-
няємо їх з прогнозами виробництва теплової енер-
гії ТН в 2030 р., які зроблені Міжнародним агент-
ством з відновлювальних джерел енергії (IRENA)
та Інститутом відновлювальних джерел енергії
НАН України (ІВЕ НАН України) [40]. Згідно
цих прогнозів в 2030 р. в Україні ТН вироблять
15 млн Гкал (ІВЕ НАН України) та 12 млн Гкал
(IRENA). Відповідно до цього СЦТ вироблять
4,2 млн Гкал та 3,36 млн Гкал (як було показано
раніше [1], вклад СЦТ в загальне теплопостачання
становить близько 28%). Згідно зробленого нами
прогнозу ТН в 2030 р. вироблять 4,54 млн Гкал
теплової енергії. Як видно, результати співставні.
Використовуючи діаграму, показану на рис. 1,
та вираз (4) визначимо споживання електроенергії
Е тепловими насосами та електричними котлами.
,
,
,
тн ек
t
тн ек
t
Q
E K
k
(4)
де K – коефіцієнт пропорційності – 1,163;
,тн ек
tQ – кількість виробленої теплової енергії в
рік t ТН, електричним котлами;
50
В.О. ДЕРІЙ, І.С. СОКОЛОВСЬКА, О.І. ТЕСЛЕНКО
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2021, issue 3(66)
,тн ек
tk – коефіцієнт перетворення ТН (3,5) та
електричного котла (0,98).
Результати розрахунків показано в табл. 3.
Для визначення граничної потужності ТН та
електричних котлів зробимо наступні припущення:
ТН будуть працювати в СЦТ на повну потуж-
ність протягом опалювального періоду з пере-
рвами під час піків електричного навантаження в
енергосистемі (18 год на добу);
електричні котли будуть працювати тільки під
час нічного провалу графіків електричних наван-
тажень (8 год на добу).
Сумарну середню теплову потужність ТН та
електричних котлів визначимо для опалювально-
го періоду за формулою:
,
,
,
тн ек
тн ек t
t тн ек
t
Q
q
T
, (5)
де ,тн ек
tq – сумарна середня теплова потужність
ТН або електричних котлів;
,тн ек
tT
– кількість годин роботи ТН або електрич-
них котлів, у рік t яка визначається за формулою:
, ,тн ек оп
t tT N (6)
де оп
tN – тривалість опалювального періоду у рік t діб;
– кількість годин роботи ТН та електричних
котлів за добу (18 та 8 год, відповідно).
Результати розрахунків показано в табл. 4.
Також було оцінено додаткові можливості ТН
(та електричних котлів), які визначають їх роль в
СЦТ, а саме – електричне навантаження та холо-
допродуктивність за формулами (7) та (8) :
,
,
,
,
тн ек
тн ек t
t тн ек
t
q
P
k
(7)
де ,тн ек
tP – електричне навантаження ТН або елек-
тричних котлів.
, хтн тн
t пр t
q k q (8)
де хтн
tq
– сумарна холодопродуктивність ТН у рік t;
тн
tq – сумарна теплова потужність ТН у рік t;
прk
– коефіцієнт пропорційності (близько 1,5).
Результати розрахунків показано в табл. 5.
Як видно з табл. 5, ТН спільно з електрични-
ми котлами будуть створювати достатньо велике
електричне навантаження на енергетичні систе-
ми, що можна використати для надання допоміж-
них послуг енергосистемам. Крім того, потенці-
ал холодопродуктивності можна використати для
централізованого охолодження в літній період,
при цьому ТН можуть підігрівати воду.
Таким чином, роль ТН в СЦТ наступна:
генерація теплової енергії в опалювальний пе-
ріод;
централізоване постачання гарячої води та хо-
лодопостачання в літній період;
добове регулювання електричного наванта-
ження енергосистем (під час нічного провалу
графіків електричних навантажень разом із елек-
тричними котлами).
Таблиця 3. Прогноз споживання електричної енергії ТН та електрокотлами, млрд кВт·год
Теплогенератор/рік 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Теплові насоси 0,37 0,83 1,53 1,96 2,66 3,56 4,95
Електричні котли 0,33 0,61 0,90 0,81 0,82 1,09 1,52
Всього 0,70 1,44 2,43 2,77 3,48 4,65 6,47
Таблиця 4. Теплова потужність ТН та електрокотлів (ЕК)
Параметр/рік 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Тривалість опалювального періоду, діб 176 172 168 164 160 156 152
Середня теплова потужність ТН, МВт 382,6 989,6 1744,4 2311,9 3193,9 4395,0 6277,8
Середня теплова потужність ЕК, МВт 222,5 458,4 647,6 591,0 618,1 859,9 1228,3
Таблиця 5. Додаткові можливості ТН та електрокотлів
Параметр/рік 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Середнє електричне навантаження ТН, МВт 109,3 282,7 498,4 660,5 912,6 1255,7 1793,7
Середнє електричне навантаження ЕК, МВт 227,0 467,8 660,8 603,1 630,7 877,4 1253,3
Сумарне середньорічне електричне
навантаження ТН та ЕК, МВт 336,3 750,5 1159,2 1263,6 1543,3 2133,1 3047,0
Потенціал холодопродуктивності ТН, МВт 255,1 659,7 1162,9 1541,2 2129,3 2930,0 4185,2
51
Перспективи використання теплових насосів в системах централізованого теплопостачання країн світу та України
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2021, issue 3(66)
ВИСНОВКИ
Встановлено, що з метою зменшення спожи-
вання викопного палива для теплопостачання в ба-
гатьох країнах світу застосовуються різні способи
стимулювання масового впровадження ТН техно-
логій, зокрема: прийняття законів, в яких джерело
енергії, використовуване ТН, можна розглядати як
відновлювану теплоту, внаслідок чого ТН підпа-
дають під дію інших стимулів, таких як податкові
пільги; прийняття державних програм, які охоплю-
ють ТН та сприяють зменшенню (компенсації) ви-
трат на ТН обладнання та його монтаж; встанов-
лення вимог до технологічних характеристик; мар-
кування енергетичних характеристик ТН; підви-
щення екологічних вимог. Поєднання зазначених
способів дає найкращий синергетичний результат.
Державні програми стимулювання використання
ТН передбачають безпосередню або опосередко-
вану державну фінансову підтримку. Виробництво
ТН в країнах ЄС регламентується відповідними
Директивами та Рішеннями Європейської Комісії.
В Україні активно проводиться робота з гармоні-
зації цих документів, вдосконалення та адаптації
українського законодавства до європейського.
У світі не існує єдиного підходу щодо регулю-
вання впровадження та використання ТН. У кожній
країні діють свої регуляторні акти з відповідними
дозволами та обмеженнями. Але існують спіль-
ні обмеження використання ТН, а саме: за рівнем
шуму, за мінімальним коефіцієнтом перетворення,
за температурою скидних вод у ТН системах з від-
критим контуром, територіальні обмеження щодо
відстані між колектором ґрунтового ТН та іншою
власністю. Для будівництва ТН систем необхідні
певні дозволи відповідних відомств, як на держав-
ному, так і регіональному (місцевому) рівнях. У
процесі експлуатації потужних ТН, які використо-
вують теплоту водних середовищ, проводиться мо-
ніторинг їх продуктивності та витрат енергії низь-
копотенційного джерела теплоти.
Використання електроенергії в усіх галузях еко-
номіки світу буде розвиватися швидкими темпами.
У 2050 р. електрифікація займе лідируючу позицію
у виробництві теплової енергії СЦТ України, що
призведе до масового використання ТН для обігрі-
ву та охолодження приміщень, а також для гарячо-
го водопостачання. Загальна теплова потужність
встановлених ТН протягом найближчих тридцяти
років буде зростати (у середньому 200 МВт/рік) та
в 2050 р. досягне 6,3 ГВт, що дозволить забезпечи-
ти річний виробіток 14,8 млн Гкал теплової енергії.
Визначено, що роль ТН в СЦТ буде такою: ге-
нерація теплової енергії в опалювальний період,
централізоване постачання гарячої води та холо-
допостачання в літній період, добове регулювання
електричного навантаження енергосистем.
1. Дерій В.О. Тенденції розвитку систем централі-
зованого теплопостачання України. Проблеми загаль-
ної енергетики. 2021. Вип. 1(64). С. 52―59. https://doi.
org/10.15407/pge2021.01.052
2. Heat Pump Market by Type (Air-to-Air, Water Source,
and Geothermal) and Application (Residential, Industrial, and
Commercial): Global Opportunity Analysis and Industry Fore-
cast, 2019―2026. URL: https://www.alliedmarketresearch.
com/heat-pump-market (дата звернення: 18.01.2021).
3. Михненко С. Тепловые насосы воздух-вода, приме-
нение в системах отопления разных стран. URL: https://
aw-therm.com.ua/energiya-iz-vozduha/ (дата звернення:
18.01.2021).
4. Heat Pumps. More eff orts needed. Tracking report.
June 2020. URL: https://www.iea.org/reports/heat-pumps
(дата звернення: 18.01.2021).
5. European Heat Pump Association. Market Data.
URL: https://www.ehpa.org/market-data/ (дата звернення:
18.01.2021).
6. Мировой рынок тепловых насосов «воздух–вода».
Мир климата. 2019. № 117. URL: https://mir-klimata.
info/archive/2019_6/mir_news_117 (дата звернення:
18.01.2021).
7. Хакимуллин Б.Р., Багаутдинов И.З. Зарубежный
опыт эксплуатации тепловых насосов. https://cyberleninka.
ru/article/n/zarubezhnyy-opyt-ekspluatatsii-teplovyh-
nasosov/viewer (дата звернення: 18.01.2021).
8. Застосування теплових насосів в світі. URL:
https://akvilonpro.ua/ua/ingenernie-proektu/teplovie-nasosi/
primenenie-teplovyh-nasosov-v-mire.html (дата звернення:
20.01.2021).
9. Теплові насоси в Польщі. Динамічно зростаючий
ринок. URL: https://freenergy.com.ua/teplovi-nasosy-v-
polshchi/ (дата звернення: 18.01.2021).
10. Celsius Initiative. Heat pumps in district heating
systems. URL: https://celsiuscity.eu/heat-pumps-in-district-
heating-systems/ (дата звернення: 18.01.2021).
11. Соколовська І.С. Удосконалення нормативного за-
безпечення щодо теплових насосів як механізм імплемен-
тації європейських директив. Проблеми загальної енерге-
тики. 2018. Вип. 2(53). С. 45―50. https://doi.org/10.15407/
pge2018.02.045
12. Tracking Buildings. Heat pumps. URL: https://www.
iea.org/reports/tracking-buildings/heat-pumps (дата звернен-
ня: 20.11.2020).
13. Теплові насоси в Швеції. Шведська історія успі-
ху. URL: https://freenergy.com.ua/teplovi-nasosy-v-shvecii/
(дата звернення: 18.01.2021).
14. Теплові насоси в Німеччині. Як німці, на законо-
давчому рівні, вплинули на ринок теплових насосів. URL:
https://freenergy.com.ua/teplovi-nasosi-v-nimechchyni/ (дата
звернення: 20.01.2021).
15. The Renewable Heat Incentive Scheme Regula-
tions 2018. URL: https://www.legislation.gov.uk/ukd-
si/2018/9780111166734/pdfs/ukdsi_9780111166734_en.pdf
(дата звернення: 20.01.2021).
16. Аналітичний огляд використання теплових насо-
сів як відновлювальних джерел енергії. 25 с. URL: http://
inmad.vntu.edu.ua/portal/static/7D8D3D7C-D80A-4600-
AE38-E42986C37E36.pdf (дата звернення: 20.01.2021).
17. Acoustic signatures of heat pumps. IEA HPT. Annex
51. Regulations - Countries overview. 104 p. URL: https://
52
В.О. ДЕРІЙ, І.С. СОКОЛОВСЬКА, О.І. ТЕСЛЕНКО
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2021, issue 3(66)
heatpumpingtechnologies.org/annex51/wp-content/uploads/
sites/59/2019/04/iea-hpt-annex51-12-regulations-v01.pdf
(дата звернення: 20.01.2021).
18. Federal Energy Management Program. Incorporate
Minimum Effi ciency Requirements for Heating and Cooling
Products into Federal Acquisition Documents. URL:
https://www.energy.gov/eere/femp/incorporate-minimum-
efficiency-requirements-heating-and-cooling-products-
federal (дата звернення: 20.01.2021).
19. DOE Effi ciency Standards: What You Need to
Know. URL: https://www.trane.com/residential/en/resourc-
es/doe-effi ciency-standards-need-know/ (дата звернення:
20.01.2021).
20. Natural Resources Canada. Energy effi ciency
regulations by province. URL: https://www.nrcan.gc.ca/
energy-efficiency/energy-efficiency-regulations/energy-
effi ciency-regulations-province/20986 (дата звернення:
20.01.2021).
21. 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. OJ L 285, 31.10.2009, P. 10―35.
URL: http://data.europa.eu/eli/dir/2009/125/oj (дата звер-
нення: 20.01.2021).
22. COMMISSION REGULATION (EU) No 206/2012
of 6 March 2012 implementing Directive 2009/125/EC of
the European Parliament and of the Council with regard to
ecodesign requirements for air conditioners and comfort fans
(OJ L 72, 10.3.2012, P. 7―27).
23. COMMISSION REGULATION (EU) No 813/2013
of 2 August 2013 implementing Directive 2009/125/EC of
the European Parliament and of the Council with regard to
ecodesign requirements for space heaters and combination
heaters. O.J.EC L 239/136 of 6.9.2013. URL: http://data.
europa.eu/eli/reg/2013/813/oj (дата звернення: 20.01.2021).
24. COMMISSION REGULATION (EU) No 814/2013
of 2 August 2013 implementing Directive 2009/125/EC
of the European Parliament and of the Council with regard
to ecodesign requirements for water heaters and hot water
storage tanks. O.J.EC L 239/162 of 6.9.2013. URL: http://
data.europa.eu/eli/reg/2013/814/2017-01-09 (дата звернен-
ня: 20.01.2021).
25. COMMISSION REGULATION (EU) 2016/2281 of
30 November 2016 implementing Directive 2009/125/EC
of the European Parliament and of the Council with regards
to ecodesign requirements for air heating products, cooling
products, high temperature process chillers and fan coil units
(OJ L 346, 20.12.2016, P. 1).
26. Regulation (EU) 2017/1369 of the European Parliament
and of the Council of 4 July 2017 setting a framework for
energy labelling and repealing Directive 2010/30/EU. OJ L
198, 28.7.2017, P. 1―23. URL: http://data.europa.eu/eli/
reg/2017/1369/oj (дата звернення: 20.01.2021).
27. COMMISSION DELEGATED REGULATION (EU)
No 811/2013 of 18 February 2013 supplementing Directive
2010/30/EU of the European Parliament and of the Council with
regard to the energy labelling of space heaters, combination
heaters, packages of space heater, temperature control and
solar device and packages of combination heater, temperature
control and solar device. O.J.EC L 239/83 of 6.9.2013. URL:
http://data.europa.eu/eli/reg_del/2013/811/2017-03-07 (дата
звернення: 20.01.2021).
28. COMMISSION DELEGATED REGULATION
(EU) No 812/2013 of 18 February 2013 supplementing Di-
rective 2010/30/EU of the European Parliament and of the
Council with regard to the energy labelling of water heat-
ers, hot water storage tanks and packages of water heater
and solar device. O.J.EC L 239/83 of 6.9.2013. URL: http://
data.europa.eu/eli/reg_del/2013/812/2018-04-26 (дата
звернення: 20.01.2021).
29. Каранкевич В.В., Таранчук А.С. Опыт применения
тепловых насосов. Актуальные проблемы энергетики.
СНТК-74. С. 41―43. URL: https://rep.bntu.by/bitstream/
handle/data/49756/OPYT_PRIMENENIYA_TEPLOVYH_
NASOSOV.pdf?sequence=1&isAllowed=y (дата звернен-
ня: 20.01.2021).
30. García Gil A, Mejías Moreno M. Current Legal
Framework on Shallow Geothermal Energy Use in Spain. J
Sustain Res. 2020;2(1):e200005. https://doi.org/10.20900/
jsr20200005 (дата звернення: 20.01.2021).
31. Summary of national legal requirements, current poli-
cies and regulations of shallow geothermal use. URL: https://
www.interreg-central.eu/Content.Node/GeoPLASMA-CE/
CE177-GeoPLASMA-CE-D.T2.4.1-Summary-of-nation-
al-legal-requir.pdf (дата звернення: 21.01.2021)..
32. Теплові насоси – гарант стабільного теплопоста-
чання. Энергосбережение. 2009. № 6. С. 2.
33. Національний план дій з відновлюваної енергети-
ки на період до 2020 року: Розпорядження Кабінету Міні-
стрів України від 1 жовтня 2014 р. № 902-р. URL: https://
zakon.rada.gov.ua/laws/show/902-2014-%D1%80#Text
(дата звернення: 14.07.2021).
34. Басок Б. І., Дубовський С.В. Укрупнена оцінка те-
плової потужності та обсягів виробництва відновлюваної
енергії тепловими насосами в Україні Теплові насоси в
Україні. Інформаційний бюлетень. 2019. № 1. С. 2—6.
35. Про затвердження Методики обчислення частки
енергії, виробленої тепловими насосами з відновлюва-
них джерел: Наказ Міністерства регіонального розвитку
України від 12.03.2018 № 52. URL: https://zakon.rada.gov.
ua/laws/show/z0395-18#Text (дата звернення: 14.07.2021).
36. Про альтернативні джерела енергії: Закон України
від 20.02.2003 № 555–IV. URL: https://zakon.rada.gov.ua/
laws/show/555-15#Text (дата звернення: 14.07.2021).
37. Директива Європейського Парламенту та Ради
2009/28/ЄС від 23 квітня 2009 року про заохочення до ви-
користання енергії, виробленої з відновлюваних джерел
тощо. Офіційний вісник Європейського Союзу 5.6.2009.
L140/16- L140/62. URL: https://saee.gov.ua/documents/
dyrektyva_2009_28.pdf (дата звернення: 14.07.2021).
38. Кудря С.О., Будько В.І. Вступ до спеціальності.
Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії: курс лек-
цій. Київ: НТУУ «КПІ», 2013. 387 с.
39. Кулик М.М., Горбулін В.П., Кириленко О.В. Кон-
цептуальні підходи до розвитку енергетики України (ана-
літичні матеріали). URL: http://www.ied.org.ua/fi les/book2.
pdf (дата звернення: 13.07.2021).
40. Розвиток відновлюваних джерел енергії в Укра-
їні. URL: https://www.minregion.gov.ua/wp-content/
uploads/2017/03/Rozvitok-VDE-v-Ukrai--ni.pdf (дата звер-
нення: 13.07.2021).
Надійшла до редколегії: 19.07.2021
|
| id | systemreorg-article-789 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:21:56Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/39/ad47e0f66cb80cd2a017d848288b1439.pdf |
| spelling | systemreorg-article-7892026-07-18T12:57:47Z Prospects for using heat pumps in district heating systems around the world and Ukraine Перспективи використання теплових насосів у системах централізованого теплопостачання країн світу та України Derii V.O. Sokolovska I.S. Teslenko district heating systems, thermal energy, heat pump, electric boiler, generation structure, electric load системи централізованого теплопостачання, теплова енергія, тепловий насос, електричний котел, структура генерації, електричне навантаження Trends in the use of heat pumps in district heating systems (DHS) of European countries and their prospects in Ukraine are considered. It is established that special programs have been created to stimulate heat pumps introduction in many countries around the world in order to reduce the consumption of fossil fuels for heat supply purposes.The production of heat pumps in EU countries is regulated by the relevant Directives and Commission Regulations (EU). Ukraine is actively working to harmonize these documents, improving and adapting Ukrainian legislation to European one.There is no unified approach to regulate the introduction and use of heat pumps in the world. Each country has its own regulations with appropriate permits and restrictions. The construction of heat pump systems requires certain permits from the relevant agencies, both at the state and regional (local) levels. During the operation of powerful heat pumps, their productivity and consumption of energy of low-potential heat source are monitored.The use of electricity in all sectors of the world economy will develop at a rapid pace. In 2050, electrification will take a leading position in the production of DHS thermal energy in Ukraine that will lead to mass use of heat pumps. The total heat capacity of the installed heat pumps will increase over the next thirty years and will reach 6.3 GW in 2050 that will provide an annual production of 14.8 million Gcal of thermal energy.The role of heat pumps in DHS will be as follows: generation of thermal energy during the heating period, centralized hot water supply and cold supply in summer, daily regulation of electric load of power systems. Розглянуто тенденції використання теплових насосів у системах централізованого теплопостачання (СЦТ) країн Європи та їх перспективи в Україні. Встановлено, що з метою зменшення споживання викопного палива для цілей теплопостачання, у багатьох країнах світу створені спеціальні програми щодо стимулювання масового впровадження теплових насосів.Виробництво теплових насосів у країнах ЄС регламентується відповідними Директивами та Рішеннями Європейської Комісії. В Україні активно проводиться робота з гармонізації цих документів, вдосконалення та адаптації українського законодавства до європейського.У світі не існує єдиного підходу щодо регулювання впровадження та використання теплових насосів. У кожній країні діють свої регуляторні акти з відповідними дозволами та обмеженнями. Для будівництва теплонасосних систем необхідні певні дозволи відповідних відомств як на державному, так і на регіональному (місцевому) рівнях. У процесі експлуатації потужних теплових насосів проводиться моніторинг їх продуктивності та витрат енергії низькопотенційного джерела теплоти.Використання електроенергії в усіх галузях економіки світу буде розвиватися швидкими темпами. У 2050 р. електрифікація займе лідируючу позицію у виробництві теплової енергії СЦТ України, що призведе до масового використання теплових насосів. Загальна теплова потужність встановлених теплових насосів протягом найближчих тридцяти років буде зростати та в 2050 р. досягне 6,3 ГВт, що дозволить забезпечити річний виробіток 14,8 млн Гкал теплової енергії.Роль теплових насосів в СЦТ буде наступною: генерація теплової енергії в опалювальний період, централізоване постачання гарячої води та холодопостачання в літній період, добове регулювання електричного навантаження енергосистем. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2021-09-28 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/789 10.15407/pge2021.03.043 System Research in Energy; No. 3 (66) (2021): The Problems of General Energy; 43-52 Системні дослідження в енергетиці; № 3 (66) (2021): Проблеми загальної енергетики; 43-52 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/789/683 Copyright (c) 2021 Derii V.O., Sokolovska I.S., Teslenko https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | district heating systems thermal energy heat pump electric boiler generation structure electric load Derii V.O. Sokolovska I.S. Teslenko Prospects for using heat pumps in district heating systems around the world and Ukraine |
| title | Prospects for using heat pumps in district heating systems around the world and Ukraine |
| title_alt | Перспективи використання теплових насосів у системах централізованого теплопостачання країн світу та України |
| title_full | Prospects for using heat pumps in district heating systems around the world and Ukraine |
| title_fullStr | Prospects for using heat pumps in district heating systems around the world and Ukraine |
| title_full_unstemmed | Prospects for using heat pumps in district heating systems around the world and Ukraine |
| title_short | Prospects for using heat pumps in district heating systems around the world and Ukraine |
| title_sort | prospects for using heat pumps in district heating systems around the world and ukraine |
| topic | district heating systems thermal energy heat pump electric boiler generation structure electric load |
| topic_facet | district heating systems thermal energy heat pump electric boiler generation structure electric load системи централізованого теплопостачання теплова енергія тепловий насос електричний котел структура генерації електричне навантаження |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/789 |
| work_keys_str_mv | AT deriivo prospectsforusingheatpumpsindistrictheatingsystemsaroundtheworldandukraine AT sokolovskais prospectsforusingheatpumpsindistrictheatingsystemsaroundtheworldandukraine AT teslenko prospectsforusingheatpumpsindistrictheatingsystemsaroundtheworldandukraine AT deriivo perspektivivikoristannâteplovihnasosívusistemahcentralízovanogoteplopostačannâkraínsvítutaukraíni AT sokolovskais perspektivivikoristannâteplovihnasosívusistemahcentralízovanogoteplopostačannâkraínsvítutaukraíni AT teslenko perspektivivikoristannâteplovihnasosívusistemahcentralízovanogoteplopostačannâkraínsvítutaukraíni |