Para cendekiawan dari Institut Penelitian Ekonomi Jerman (DIW Berlin) telah menyelami berbagai skenario ekspansi pompa panas terdesentralisasi di Jerman hingga tahun 2030. Penelitian ini menyoroti peran penyimpanan panas buffer dalam mengurangi ketergantungan listrik serta dampak dari beragam metode pembangkitan listrik terhadap biaya, investasi kapasitas, dan emisi. Temuan mereka mengindikasikan bahwa investasi dalam panel surya (PV) dapat secara signifikan mendukung peluncuran pompa panas.
Dalam analisis ini, tim peneliti memanfaatkan model ekspansi kapasitas open-source TEASER yang mempertimbangkan fluktuasi jam-jam pembangkitan listrik terbarukan dan permintaan panas sepanjang tahun. Model ini juga mengakomodasi beban listrik tambahan yang terkait dengan kendaraan listrik dan produksi hidrogen hijau. Menurut tim, analisis semacam ini belum pernah dilakukan sebelumnya.
Pada skenario pertama yang diuji, yaitu skenario referensi, tim mengasumsikan adanya 1,7 juta pompa panas terdesentralisasi pada tahun 2030, mencerminkan jumlah pompa panas yang terpasang di Jerman pada tahun 2024. Skenario ini juga mengasumsikan pasokan panas tahunan sebesar 24,7 TWh. Skenario peluncuran bertahap mengasumsikan jumlah pompa panas akan mencapai 3 juta pada tahun 2030, yang dipasang secara eksklusif di rumah-rumah tunggal dan dua keluarga yang dibangun antara tahun 1995 dan 2009. Dalam kasus ini, pasokan panas tahunan akan mencapai 53,2 TWh.
Dalam skenario peluncuran pemerintah, tim mengasumsikan akan mencapai target resmi Jerman yaitu 6 juta pompa panas pada tahun 2030, mencakup sebagian besar rumah tunggal dan dua keluarga yang dibangun setelah tahun 1995 dan menggunakan 92,9 TWh per tahun. Terakhir, mereka menyarankan skenario cepat di mana 10 juta pompa panas dipasang pada tahun 2030, memasok 226,3 TWh panas. Dalam skenario ini, pompa panas akan dipasang di lebih banyak rumah tunggal dan dua keluarga, bahkan yang dibangun sebelum tahun 1979 dengan standar efisiensi energi yang sangat rendah.
“Di semua jenis bangunan, pompa panas sumber udara menyumbang 80% dari pompa panas yang terpasang dan pompa panas sumber tanah menyumbang 20% sisanya,” jelas tim. Ukuran penyimpanan energi yang diasumsikan dinyatakan dalam rasio energi-ke-daya (E/P) yang berkisar dari 0 hingga 168 jam (0, 2, 6, 24, dan 168 jam). Dalam terminologi ini, penyimpanan panas dengan rasio E/P 2 jam memiliki kapasitas penyimpanan panas total yang setara dengan 2 jam keluaran panas maksimum dari pompa panas.
Untuk campuran energi dalam simulasi, kelompok ini membatasi pembangkit listrik berbahan bakar batu bara dan minyak pada tingkat saat ini. Pembangkit listrik berbahan bakar gas, siklus terbuka (OCGT), dan siklus gabungan (CCGT) dapat diperluas melebihi tingkat saat ini. Berdasarkan statistik pemerintah, pembangkit angin darat dibatasi pada 115 GW dan lepas pantai pada 30 GW. Kapasitas solar PV tidak memiliki batasan.
“Kami menemukan bahwa ekspansi stok pompa panas Jerman dari 1,7 menjadi 10 juta akan memerlukan investasi tambahan sekitar 54–57 GW kapasitas solar PV dalam solusi biaya terendah, tergantung pada seberapa banyak penyimpanan panas yang tersedia,” kata para akademisi. “Untuk kecepatan peluncuran yang lebih lambat, yang masih mencapai target pemerintah Jerman yaitu 6 juta pompa panas pada tahun 2030, kapasitas PV tambahan sekitar 4–8 GW diperlukan.”
Menurut para akademisi, dibandingkan dengan skenario referensi, peluncuran pemerintah akan menghemat Jerman €2,0–€6,7 miliar per tahun, tergantung pada harga gas alam, yang diasumsikan antara €50 dan €150/MWh. Dalam kasus peluncuran cepat, penghematan akan mencapai hingga €27,1 miliar setiap tahun.
“Memperkenalkan penyimpanan panas dengan rasio E/P 2 jam mengurangi kebutuhan kapasitas solar PV tambahan, misalnya, 6 GW dibandingkan tambahan 8 GW dalam peluncuran pemerintah dibandingkan dengan referensi,” para ilmuwan menyimpulkan. “Selain itu, kebutuhan penyimpanan baterai berkurang sekitar 7 GW dibandingkan dengan kasus tanpa penyimpanan panas dalam peluncuran pemerintah dan 5 GW dibandingkan dengan referensi.”
Temuan mereka diperkenalkan dalam “Manfaat sektor tenaga dari pompa panas fleksibel dalam skenario 2030,” yang diterbitkan dalam Communications Earth & Environment.
