Definitie rendementen
Het rendement van een warmtepomp wordt weer gegeven als de verhouding tussen geleverde energie en gebruikte energie. Die verhouding wordt aangeduid met het prestatiecoëfficient – COP (Coefficient of Performance). Afhankelijk van het type warmtepomp en het toepassingsgebied ligt deze COP voor verwarming tussen 3 en 6.
De COP wordt bepaald onder genormeerde omstandigheden. Hierbij zijn de verdamper en condensor-temperaturen belangrijke factoren. De testomstandigheden zijn vastgelegd in NEN-EN 14511.
Om het rendement van warmtepompen te kunnen vergelijken met dat van andere warmteopwekkers zoals een HR-ketel, en gasgedreven warmtepompen, wordt de COP omgerekend naar een PER. Dit staat voor Primaire Energie Ratio, en is vrij vertaald de “primaire energieverhouding”. PER is de verhouding tussen de hoeveelheid geleverde energie en gebruikte primaire energie.
De energie die gebruikt wordt door een warmtepomp, gas of elektriciteit, heeft een omzettingsrendement. Zo wordt het rendement van elektriciteitsopwekking bepaald door het rendement van de elektriciteitscentrale en het transport inclusief netverliezen naar de gebruiker. In Nederland ligt dat op 39%. Voor de elektrische warmtepomp wordt dan PER = COP × 0,39.
Zo wordt ook het rendement van het systeem van gasproductie bepaald door het rendement van de winning en het transport inclusief distributieverliezen naar de gebruiker. De gemiddelde gasefficiëntie in Europa is 0,91, en mag ook worden verondersteld te gelden voor Nederland. Deze factor dient ook in een integrale beschouwing van andere energiesystemen, zoals gasgedreven warmteopwekkers te worden meegenomen.
De COP en PER zijn prestatiematen voor de warmtepomp, toegepast in een verwarmingssysteem leidt de prestatie van de warmtepomp tot een systeemrendement uitgedrukt als SPF (Seasonal Performance Factor). Dit systeemjaarrendement geeft de prestatie weer over het gehele jaar en telt alle energiegebruiken (inclusief randapparatuur) over het jaar op die leiden tot de levering van warmte over het gehele jaar.
CO2 reductie
De reductie op de CO2 emissie met warmtepompen heeft wereldwijd een potentieel van circa 8%. De mate waarin CO2-reductie kan worden bereikt met een verwarmingstoestel hangt af van de gebruikte primaire energie en de omzettingsrendementen. Het potentieel van CO2-reductie zal in de toekomst verder toenemen omdat de rendementen van zowel elektriciteitscentrales als warmtepompen toenemen. Voor huishoudelijke toepassingen zijn COP’s van 5 à 6 realiseerbaar terwijl STEG-centrales rendementen halen van 55% en hoger. Warmtepompen hebben om deze reden een groot milieuvoordeel ten opzichte van conventionele installaties. Het potentieel van warmtepompen is een uitnodiging die vraagt om realisatie, door R&D afdelingen, overheden, bedrijfsleven en markttransformatie.
Een belangrijk keuzecriterium in de nieuwbouw voor woningbouw en utiliteitsbouw is de te behalen EPC met de verschillende maatregelen. Voor warmtepompen is de bepaling van het opwekkingsrendement van de gebruikte elektrische energie een belangrijke factor. Hiervoor worden normgetallen gebruikt die geen reële benadering meer zijn van de werkelijkheid en vooral geen benadering zijn van het energiegebruik over de levensduur van de installatie. De energetische vergelijking met andere warmte opwekkers zoals HR-ketels wordt daardoor minder positief weergegeven. De hogere rendementen van toekomstige energieopwekking in STEG-centrales en de verduurzaming van elektriciteitsopwekking (10% in 2010) laten het opwekkingsrendement stijgen naar 50% in 2020.
Duurzaam opgewekte elektriciteit is CO2-neutraal en draagt daarmee bij aan het klimaat en het behoud van reserves van fossiele energie. Bij gebruik van duurzaam opgewekte elektriciteit zijn warmtepompen dan ook de enige mogelijkheid om CO2-neutraal te verwarmen.