Zarówno kocioł elektryczny, jak i sprężarkowa pompa ciepła wykorzystują do zasilania energię elektryczną. Pompa jednak wykorzystuje energię do sprężenia czynnika chłodniczego, który w efekcie zwiększa swoją temperaturę. Wcześniej czynnik pobiera ciepło z dolnego źródła, którym może być powietrze, grunt i woda. Dzięki temu większość energii pochodzi ze źródła odnawialnego. Kocioł działa na takiej samej zasadzie jak grzałka - przekształca energię elektryczną w ciepło z wysoką sprawnością rzędu 96-99%.

Polski miks energetyczny ciągle w lwiej części opiera się o węgiel. Biorąc pod uwagę wykorzystanie zasobów, stosowanie kotła elektrycznego przy obecnej strukturze generacji energii jest zupełnie nielogiczne. Nowoczesne bloki węglowe o parametrach nadkrytycznych osiągają sprawność konwersji energii chemicznej zawartej w paliwie w energię elektryczną na poziomie ok. 45%. Część elektrowni w Polsce ma oczywiście dużo niższe sprawności.

Kto zużywa więcej węgla?

Na potrzeby analizy załóżmy dwie sytuacje w budynku o zapotrzebowaniu na ogrzewanie i c.w.u. równym 15 tys. kWh:

• kocioł elektryczny, sprawność 96%,
• kocioł węglowy V klasy, sprawność 84%.

Przyjęto straty na przesyle równe 8% i sprawność wytwarzania energii elektrycznej w elektrowni na poziomie 40%. Co więcej, wzięto pod uwagę faktyczny udział energii z węgla w miksie energetycznym (42,6% wg danych Agencji Rynku Energii na 2022 r.). Wartość opałowa węgla natomiast to 23 MJ/kg.

Wyniki są bardzo ciekawe, bowiem w przedstawionych sytuacjach wykorzystano by węgiel kamienny w podobnych ilościach. W kotle węglowym byłoby to 3720 kg. Na potrzeby produkcji energii elektrycznej spalono by 3594 kg węgla. W przypadku pomp ciepła będzie to ten wynik pomnożony przez procentowy udział energii elektrycznej w dostarczonym cieple. Więcej nt. efektywności pomp ciepła w artykule COP, SCOP i SPF – co oznaczają współczynniki, które opisują pompę ciepła?. Można jednak założyć, że średnio byłoby to 3-4 razy mniej węgla.

Do obliczeń nie wzięto pod uwagę węgla brunatnego. Oczywiście elektrownie posiadają zabezpieczenia przeciw emisji, a jej stan jest nieustannie monitorowany - niemniej porównywalne wartości wskazują na to, że nie jest uzasadnione użytkowanie kotła elektrycznego. 

Ogrzewanie pompą ciepła i kotłem elektrycznym

Aby dostarczyć odpowiednią ilość ciepła, pompa pobiera dużo mniej prądu niż kocioł elektryczny. Tak samo jest w przypadku kosztów eksploatacji. Ogrzewając dom pompą ciepła powietrze/woda, przy zastosowaniu grzejników (55°C) zapłacimy średnio 2,7 razy mniej niż w przypadku kotła elektrycznego.

Załóżmy, że ten sam budynek jednorodzinny o powierzchni 120 m², wybudowany w standardzie WT 2017 jest ogrzewany kotłem elektrycznym lub pompą ciepła. Dodatkowo urządzenia te przygotowują ciepłą wodę użytkową dla czterech osób. Roczny koszt ogrzewania wynosi:

• kocioł elektryczny - grzejniki (55°C), sprawność średn. 96%, tylko taryfa nocna w G12w - 15080 zł,
• pompa ciepła powietrze/woda - grzejniki (55°C), SCOP = 2,94, taryfa G12w - 5670 zł. 

Jak więc widać - koszt ogrzewania kotłem elektrycznym jest absurdalnie wysoki, dlatego odradza się wykorzystanie tej technologii.

• Zobacz również: Ile kosztuje audyt energetyczny w 2023 r.?

Pompa ciepła to lepsze urządzenie

Kotły elektryczne są dużo tańsze niż pompy ciepła ze względu na dużo prostszą budowę. Niemniej jednak kwestia zużycia dużych ilości energii elektrycznej sprawia, że z punktu widzenia ekologicznego są niewskazane. Ekonomicznie mogą się opłacać, szczególnie dla posiadaczy fotowoltaiki. Pompę ciepła jednak również można zasilić fotowoltaiką, a instalacja fotowoltaiczna potrzebna do zasilenia kotła elektrycznego będzie kilka razy większa niż ta produkująca energię na potrzeby pompy ciepła. Jednakże, w dobrze ocieplonym budynku tej energii jest zużywane stosunkowo niewiele. Rozwiązanie nie wymaga bufora, nie trzeba też przeznaczać dużej przestrzeni na kotłownię. 

Z punktu widzenia efektywności energetycznej to urządzenie jest nieporównywalnie gorsze do pompy ciepła, która wykorzystuje odnawialne źródła energii. Ponadto ogrzewanie nimi jest bardzo tanie, a także mogą pełnić rolę klimatyzatora i dostarczać chłód latem. Pompa ciepła jest także premiowana w wielu programach dotacyjnych jako ekologiczne i wydajne źródło ciepła. 

Źródło: POBE.