ヒートポンプは、周囲との間で熱を移動させることで、従来の他の熱源よりも高い効率を実現します。
英国は、2035年までに新設されるすべての暖房システムを低炭素化する目標を掲げていますが、達成には重要な課題を克服する必要があります。
柔軟性があり、ネットワークに接続されたスマートヒートポンプは、実用的な脱炭素化手段であり、エネルギー効率の向上と排出削減への道筋となる可能性があります。
英国は、生活費の高騰、エネルギー安全保障、気候変動という3つの大きな危機に直面しています。熱の脱炭素化という課題も、これらの危機の一因となっています。Energy Systems Catapultによると、暖房は英国の温室効果ガス（GHG）総排出量の37%を占めています。
英国では、電化、地域暖房、バイオ燃料、水素という主に4つの方法で熱を脱炭素化できます。この記事では、ヒートポンプを用いた熱の電化に焦点を当てます。
ヒートポンプの利点と課題
ヒートポンプは1850年代から利用されており、周囲との間で熱を移動させることで、従来の他の熱源よりも高い効率を実現します。ガス、石油、LPGボイラーなど他の暖房方式よりも効率よく熱を生み出すために、電気を使用します。住宅や商業ビルにヒートポンプを後付けすると、エネルギー消費と炭素排出量が削減され、英国のネットゼロ実現を後押しします。
英国政府は、2028年までにヒートポンプの設置台数を年間60万台に増やすとの見通しを示しており、2035年までに新設されるすべての暖房システムを低炭素化する目標を掲げています。
しかし、政府が目標を達成するには、いくつかの重要な課題を克服する必要があります。
1. 認知度の不足－英国では、わずか27%の人しか空気熱源ヒートポンプが何かを知らず、その仕組みや使い方について誤解している人も多くいます。普及を進めるには、こうした状況を改善する必要があります。
2. 分断されたサプライチェーン－英国全土で、熟練し訓練を受けたヒートポンプ設置業者が不足しています。しかし、国中で迅速にヒートポンプを普及させるには、設置業者が不可欠です。
3. 初期投資の大きさ －ガスボイラーと比べると、ヒートポンプは費用が高く、設置に時間がかかり、事前に大規模な改修が必要となることも少なくありません。
4. 正確で利用しやすいデータの不足－英国の不動産や住宅に関するデータは不完全で、最新ではなく、アクセスも難しいため、顧客のニーズを把握しにくくなっています。
5. 統合の不足 － 顧客向けの一体的な提案のもとで、ヒートポンプを電気自動車などの新たな低炭素技術と統合し、接続することは困難な場合があります。
6. 送電網の混雑 －変動が大きく断続的な再生可能エネルギー源による発電の割合が大幅に上昇しています。また、電気自動車やヒートポンプなどの技術の普及により、エネルギー需要と送電網の容量需要も増加しています。その結果、送電網で需給調整や混雑の問題が生じています。
7. 規制上の障壁 －補助金、賦課金、各種料金が、ガスからの切り替えを促す仕組みになっていません。
こうした課題の一部をヒートポンプで解決する方法の一つは、導入するヒートポンプに柔軟性と接続性を持たせ、スマート化することです。
柔軟性のあるヒートポンプとは、蓄熱設備と組み合わせ、需要側の柔軟性を高めるために利用できるヒートポンプです。ヒートポンプの電力消費を抑えたり、時間をずらしたりして、需要と供給のバランスを取ることができます。そのため、柔軟性のあるヒートポンプは、断続的な再生可能電力の送電網への統合を助け、特に冬季の需給調整や混雑の問題の解消、日々のピーク需要の管理に役立ちます。
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ネットワーク接続型ヒートポンプ
とは、インターネットに接続されたヒートポンプです。 インターネットに接続されているヒートポンプは全体のわずか23%です。しかも、遠隔制御できるものはほとんどありません。そのため、大半のシステムはデマンドレスポンスに利用できません。この状況は変わり始めており、ヒートポンプの制御システムをインターネットに直接、またはゲートウェイ経由で接続できるようになっています。これは柔軟性を実現するうえで欠かせない要素です。スマートヒートポンプ
はネットワークに接続されており、利用者が暖房を管理できます。ヒートポンプをインターネットに接続する簡単な方法は、スマートサーモスタットを利用することです。スマートサーモスタットはプログラム可能で、各家庭の熱利用プロファイルに基づいて個別の計画を作成できます。時間帯別料金を活用して、暖房需要を高炭素で費用の高い時間帯からずらし、低炭素で安価なオフピーク電力を最大限に利用できます。これにより、顧客は暖房を管理し、エネルギー消費と光熱費を削減できます。
図2－技術別のコストと炭素排出量の比較。前提：英国政府の2022年GHG換算係数、空気熱源ヒートポンプへの5,000ポンドの補助金、10年間の期間、2022年10月の電力価格上限34.0/kWh、同月のガス価格上限10.3ペンス/kWh、LPG価格12.2ペンス/kWh、暖房用石油価格10.4/kWh、年間熱使用量12,000 kWh、柔軟性により年間熱使用量を20%削減。
柔軟性があり、ネットワークに接続されたスマートヒートポンプは、実用的な脱炭素化手段として注目されており、エネルギー効率の向上と排出削減への道筋となる可能性があります。市場を拡大するには、技術やイノベーションへのさらなる投資に加え、顧客や業界との関わりを深める必要があります。問題として、.
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