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Hay mucha gente que piensa que no sirve de nada electrificar cosas como automóviles y equipos de calefacción domésticos si la electricidad que utilizan proviene de centrales térmicas alimentadas con carbón. Después de todo, es ampliamente aceptado que las plantas de carbón generan más emisiones de carbono que cualquier otra tecnología de generación térmica. ¿Las bombas de calor reducen las emisiones si funcionan con electricidad procedente de una red sucia?

Absolutamente, según investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable. Modelaron todo el parque de viviendas de EE. UU. y descubrieron que, durante la vida útil esperada del electrodoméstico de 16 años, el cambio a bombas de calor para calefacción y refrigeración reduce drásticamente las emisiones en cada uno de los 48 estados contiguos.

De hecho, las bombas de calor reducen la contaminación por carbono incluso si el proceso de limpieza de la red estadounidense avanza más lentamente de lo que esperan los expertos. El equipo de NREL utilizó seis escenarios futuros diferentes para la red, desde una descarbonización agresiva (95% de electricidad libre de carbono para 2035) hasta una lenta (solo 50% de electricidad libre de carbono para 2035). Su trabajo fue publicado el mes pasado en la revista Joule.

Aquí está el resumen de los hallazgos:

La electrificación de la quema de combustibles fósiles en los edificios es un componente clave para alcanzar los objetivos mundiales de emisiones de gases de efecto invernadero. Utilizamos simulaciones físicas de 550,000 hogares estadísticamente representativos para analizar las distribuciones de los costos y beneficios de tres niveles de rendimiento de la bomba de calor aire-aire, con y sin mejoras de aislamiento, en toda la diversidad del parque de viviendas de EE. UU.

Encontramos reducciones positivas de gases de efecto invernadero en todos los estados de EE. UU. para todos los niveles de desempeño en cinco escenarios de redes eléctricas para el período 2022-2038, con una adopción total que reduce las emisiones nacionales entre un 5% y un 9%. Encontramos que las bombas de calor aire-aire podrían ser rentables sin subsidios en el 59% de los hogares (65 millones).

Vale la pena repetir esa conclusión. La sustitución de fuentes de calefacción térmica por bombas de calor podría reducir las emisiones totales de carbono en Estados Unidos entre un 5 y un 9%. ¿Se te ocurre alguna otra tecnología disponible para las personas que pueda hacer eso? Claro, los coches eléctricos podrían hacerlo. Sí, mejorar el aislamiento y sellar las grietas puede hacer maravillas para reducir las emisiones.

Pero las bombas de calor pueden eliminar una gran parte de la huella de carbono del país, incluso si no funcionan con energía renovable y la gente puede hacerlo por sí misma. Los incentivos contenidos en la Ley de Reducción de la Inflación pueden ayudar.

Según la Medios canarios, en 2023 las fuentes de energía renovables proporcionaron solo el 21% de la generación de electricidad de EE. UU., mientras que la energía nuclear representó el 19%. El otro 60% de la energía provino de la quema de combustibles fósiles, por lo que la red eléctrica en la mayor parte de Estados Unidos sigue siendo una fuente importante de contaminación de carbono.

Las bombas de calor reducen las emisiones de carbono

Los investigadores del NREL descubrieron que las bombas de calor reducen las emisiones de energía anuales de los hogares en promedio entre un 36% y un 64%, o entre 2.5 y 4.4 toneladas métricas de dióxido de carbono equivalente por año por unidad de vivienda. Esa es una cantidad asombrosa de emisiones. Por contexto, prevenir 2.5 toneladas métricas de emisiones de CO2 equivale a no quemar 2,800 libras de carbón. Eso es lo mismo que no conducir el coche durante medio año o cambiar a una dieta vegana durante 14 meses.

Eric Wilson, ingeniero de investigación senior del NREL y autor principal del estudio, dijo Medios canarios, "A menudo escucho a la gente decir: 'Oh, deberías esperar para instalar una bomba de calor porque la red todavía está sucia', pero esa es una lógica errónea. Es mejor cambiar ahora que más tarde, y no quedarse otros 20 años con un horno o caldera de gas”.

El mismo análisis se aplica a los coches eléctricos. De acuerdo a Conexiones climáticas de Yale, incluso en Virginia Occidental, donde más del 90% de la electricidad proviene de la quema de carbón, los coches eléctricos todavía utilizan alrededor de un 33% menos de energía que la gasolina. Los vehículos eléctricos cargados en Virginia Occidental también reducen la contaminación de carbono en un 30%.

El ahorro de emisiones tiende a ser mayor en los estados con inviernos más fríos y calderas y hornos que funcionan con fueloil. Maine es líder entre los estados de EE. UU. con un clima invernal frío. Allí, las bombas de calor han demostrado ser más populares que el estado ya superó su objetivo de adopción de bombas de calor dos años antes de lo previsto. Una red sucia no anula los beneficios climáticos de una bomba de calor. Ésa es la importancia del estudio NREL.

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Bombas de calor de fuente de aire y fuente de tierra

Un análisis de 2023 del grupo de expertos sobre el clima RMI respalda aún más el clima de las bombas de calor buena fe. En los 48 estados continentales, RMI descubrió que reemplazar una caldera de gas por una bomba de calor comienza a reducir las emisiones desde el primer año de instalación y todos los años posteriores durante toda su vida útil.

Tanto el estudio de RMI como el de NREL se centraron en bombas de calor de fuente de aire, que extraen calor del aire exterior y pueden ser de tres a cuatro veces más eficientes que las calderas de gas. Pero bombas de calor de fuente de tierra se están volviendo más populares y pueden ser más de cinco veces más eficientes que las calderas de gas, lo que permite reducciones aún mayores de gases de efecto invernadero.

NREL ha creado un sitio en línea tablero interactivo puede utilizar para determinar en qué medida el cambio a bombas de calor reducirá las emisiones de carbono en el hogar en cada estado. en el ​pestaña de estados, puede filtrar según su estado, tipo de edificio y combustible de calefacción. Por ejemplo, basándose en un escenario de descarbonización moderada de la red en el estado de Colorado, una casa unifamiliar que reemplace una caldera de gas con una bomba de calor podría reducir las emisiones en la friolera de 6 toneladas métricas de dióxido de carbono cada año.

Renovando el cableado de Estados Unidos planificador personal de electrificación utiliza información más específica sobre su hogar y también es un recurso útil, al igual que cualquier auditor energético o empresa de descarbonización de toda la casa que calcule el ahorro de emisiones como parte de una auditoría energética del hogar.

Una última conclusión que compartió Wilson: si cada hogar estadounidense con calefacción a gas, petróleo o resistencia eléctrica ineficiente cambiara esos elementos por bombas de calor, las emisiones de toda la economía estadounidense se reducirían entre un 5% y un 9%. Así de poderosas son las bombas de calor como herramienta descarbonizante.

La comida para llevar

Si hay un mensaje aquí, es que no es necesario esperar a que la red eléctrica de su zona esté abastecida al 100% por energías renovables antes de cambiar a bombas de calor o coches eléctricos. Ambos son mucho más eficientes que las calderas de gas, los hornos de petróleo o los automóviles convencionales, que sus beneficios para reducir las emisiones de carbono superan el impacto de las redes más sucias. Calor calentadores de agua con bomba sólo aumentará los beneficios disponibles para los propietarios de viviendas.

Se está corriendo la voz. Según datos de la Instituto de Aire Acondicionado, Calefacción y Refrigeración, los estadounidenses compraron 21% más bombas de calor en 2023 que los hornos de gas que queman metano. Esta es la bomba de calor de plomo más grande que se ha logrado con respecto a los hornos convencionales en el mundo. dos decadas desde que el grupo comercial comenzó a llevar registros.

Si Estados Unidos va a reducir significativamente sus emisiones totales de carbono, las bombas de calor serán una parte esencial de ese proceso.

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