Reinvención. Eso puede parecer un término obtuso, dramático o exagerado, pero es exactamente lo que la industria de la vivienda necesita para cumplir con los objetivos de cero emisiones de carbono en las próximas dos décadas.

Según el Centro para Soluciones Climáticas y Energéticas, calentar el agua representa aproximadamente el 18 % del uso de energía de un hogar, y calentar el aire es el gasto más grande en la mayoría de los hogares, hasta el 50 % de las facturas de energía en climas más fríos.

Por otro lado, enfriar una casa representa casi el 6% de toda la electricidad producida en los EE. UU. y cuesta a los propietarios más de $29 mil millones cada año. Por lo tanto, los hogares combinados de calefacción y refrigeración producen 441 millones de toneladas de dióxido de carbono al año.

El país se comprometió masivamente a cambiar esos números, pero los sistemas convencionales no producirán lo que se necesita para alcanzar cero emisiones netas para 2050. Por lo tanto, los fabricantes, diseñadores y líderes de la industria están avanzando con tecnologías e ideas que están produciendo resultados impresionantes.

Uno de esos ejemplos es Dandelion Energy, ya que ha identificado y está aprovechando la oportunidad para las propiedades de sostenibilidad estables, asequibles y confiables de las bombas de calor geotérmicas. Su propuesta única es aprovechar la escala de su principal inversor, Lennar, al mismo tiempo que ofrece financiación a los clientes.

“La calefacción es realmente la mayor fuente de emisiones de carbono”, dijo Michael Sachse, director ejecutivo de Dandelion Energy. “El aire acondicionado está electrificado, pero la calefacción depende del gas natural, a veces del propano y de otros combustibles. Es un gran problema que realmente no se ha resuelto”.

Sachse estima que 700,000 hogares en los EE. UU. usan energía geotérmica para calefacción y refrigeración, pero ha sido un desarrollo accidental y muy impulsado localmente que requiere que múltiples partes interesadas diseñen un sistema. Esto le da a Dandelion la oportunidad de hacer que esté más disponible con una solución integral mediante la aplicación de datos y software al problema con el monitoreo habilitado para Wi-Fi.

Si bien la eficiencia y la tecnología son atractivas para los propietarios de viviendas, Sachse se da cuenta de que la economía también debe tener sentido, razón por la cual incorporó el financiamiento como parte de la solución.

“Cada vez que invierte en algo que reduce el consumo de energía, gasta más por adelantado y luego se da cuenta de ese beneficio con el tiempo, lo que lo convierte en un producto perfecto para financiar”, dijo. “Hemos estado trabajando en soluciones de hardware para reducir costos y hacer que las soluciones sean más eficientes, más cómodas y más fáciles de instalar. Por ejemplo, estamos examinando cuánto bucle de tierra instalar, que puede ser el mayor costo”.

La empresa opera actualmente en Nueva York, Connecticut y Massachusetts, donde más de tres millones de hogares funcionan con propano o pellets de calefacción y nunca estuvieron conectados a la red de gas. En esa región, el sistema típico de una sola bomba para una casa de 2,000 pies cuadrados costaría alrededor de $40,000.

Pero ese es solo el precio de etiqueta. Hay grandes ahorros por realizar. En primer lugar, están los incentivos de los gobiernos estatales y locales, que se suman a los ahorros de energía a largo plazo. Sachse dice que los incentivos y los reembolsos podrían reducir el costo casi a la mitad a $21,000.

Con costos exorbitantes de calefacción y refrigeración, las soluciones de Dandelion son atractivas porque pueden ayudar a los propietarios a ahorrar hasta un 80 % en calefacción y un 30 % en facturas de refrigeración, al tiempo que ayudan a reducir las emisiones de carbono hasta en un 80 %.

No solo se beneficia el propietario de la vivienda, también lo hace la cadena de suministro. Con la Ley de Reducción de la Inflación recientemente introducida, el propietario de la vivienda y el instalador externo reciben un crédito fiscal del 30 % durante 10 años. Además, la Ley también ofrece un reembolso del fabricante nacional por un 10 % adicional, por lo que el tercero podría obtener un crédito de hasta el 40 %.

Con el espíritu de volver a imaginar el proceso, Sachse dice que Dandelion Energy quiere crear un modelo de arrendamiento para reducir los costos iniciales para los propietarios que no se beneficien de los créditos fiscales. A través de un programa de arrendamiento, la empresa sería propietaria del bucle terrestre en asociación con un grupo de capital, que el propietario podría arrendar con la oportunidad de comprar.

David Maruna, vicepresidente de obra nueva de Certificación Pearl, un programa de normalización de viviendas para un mayor rendimiento, ha estado trabajando con Dandelion y ha certificado sus instalaciones.

“El diente de león hace tanto en el hogar que también puede tener un impacto enorme en la transacción de bienes raíces, lo cual es una bendición para el consumidor”, dijo. “Teniendo en cuenta los riesgos negativos para la salud de quemar gas natural dentro de una casa, y la ventaja de un enfoque totalmente eléctrico para construir viviendas, como cocinas de inducción, y las facturas de energía extremadamente bajas, debemos presionar a los OEM como Dandelion para que lleven más tecnología geotérmica a escala. en el mercado.”

Sam Calisch, jefe de proyectos especiales en un grupo de investigación sin fines de lucro Recableado de América, escribe en un blog que el 98 % de los hogares estadounidenses reduciría las emisiones de carbono instalando una bomba de calor. Agregando que si cada hogar familiar en el país adoptara bombas de calor, la reducción anual total de emisiones sería de al menos 160 millones de toneladas métricas para 2032, lo que equivale a sacar 32 millones de automóviles de la carretera.

Las bombas de calor eléctricas no solo pueden calentar los hogares y el agua de manera más eficiente que los electrodomésticos de combustibles fósiles, sino que también pueden funcionar especialmente bien en climas fríos, proporcionando suficiente calor a temperaturas tan bajas como -15 °F. Y aunque el nombre es engañoso, la bomba de calor también funciona para enfriar los hogares de manera eficiente, un reemplazo ideal para las 18,000 unidades centrales de aire acondicionado instaladas en los hogares de los EE. UU. cada semana.

A pesar de la dificultad de informar y rastrear el uso de energía, los investigadores están de acuerdo en que hoy en día una bomba de calor podría producir menos emisiones que un electrodoméstico de gas de alta eficiencia en casi todos los hogares de Estados Unidos, incluso en estados con redes alimentadas principalmente por gas y carbón.

Como se mencionó, la reciente Ley de Reducción de la Inflación ha hecho que la calefacción y el enfriamiento geotérmicos sean más asequibles y accesibles, al ofrecer créditos fiscales y otros incentivos para promover la tecnología de bombas de calor. Además, se aprobó la Ley de Producción de Defensa para acelerar la fabricación, lo que brindaría una mejor seguridad energética y crearía puestos de trabajo.

Además de eso, el consultor de ciencias de la construcción Steve Easley informes en el Journal of Light Construction que, si bien son increíblemente controvertidas, las prohibiciones de gas, propano y combustible para calefacción en nuevas construcciones están surgiendo en todo el país. Su artículo detalla la efectividad y las eficiencias del cambio a la electrificación, con bombas de calor como pieza central.

Hora de ir vertical

La combinación de HVAC en una solución de bomba de calor que es dramáticamente más eficiente es un gran ejemplo de la integración vertical y el diseño creativo que se necesitarán para reducir las emisiones de carbono lo suficiente.

Otra solución reciente que proporciona una ruta vertical similar es Aris Hidrónica, una solución de HVAC y agua caliente todo en uno que utiliza una bomba de calor aire-agua que extrae energía del aire y la transfiere directamente al agua.

“Ambos somos propietarios de viviendas que vimos un problema y encontramos una solución”, dijo Helene Cornell, quien se desempeña como cofundadora con su socio Robert Benjamin.

El producto de la etapa piloto aún está generando datos para lograr las certificaciones necesarias para el mercado estadounidense en su sistema de circuito cerrado que actúa como una batería de agua para calentar agua en invierno y enfriar el agua en verano sin limitaciones.

“Nuestra tecnología es una fuente de aire y la geotérmica es una fuente terrestre”, dijo Benjamin. “Si bien la geotermia en climas fríos ha superado históricamente a la fuente de aire, dado el cambio en el clima, en la mayoría de los casos la fuente de aire ahora puede ofrecer un mejor potencial de retorno de la inversión”.

Esta solución de carbono cero fusiona las bombas de calor con hidrónicos para una mejor eficiencia energética, un flujo de energía reversible y también elimina los conjuntos de líneas de refrigerante.

“Un sistema hidrónico que utiliza una tubería de agua de ¾” puede transportar 3,500 veces más energía que un conducto de aire de 8 x 10”, lo que le da una capacidad de energía muy alta, lo que puede traducirse en una reducción del 70 al 80 % en el costo de la energía en comparación con el aire acondicionado central heredado. sistema, por ejemplo”, dijo. “Debido a la mecánica limitada y la integración vertical, el producto requiere poco mantenimiento y es duradero”.

El sistema también puede cargar el nivel de manera muy efectiva al aumentar el tiempo de carga de la batería térmica en lugar de aumentar el consumo máximo de electricidad durante la noche, aunque hubo una caída de 20 grados en la temperatura exterior y se mantuvo la temperatura óptima para la comodidad en el interior.

“Lo estamos reinventando de manera diferente a un producto o una solución de hardware”, dijo Benjamin. “Además de desarrollar un mejor producto, creamos algo que es un instalador diferente y una fuerza laboral diferente. No hay suficientes instaladores de HVAC y es lento aprender, lo que hace que sea casi imposible cumplir con los objetivos de carbono”.

La empresa quiere crear su propia base de instaladores a partir de un gran grupo de plomeros autorizados y contratistas generales que se convertirán en instaladores certificados de Aris para que sea más asequible y menos complicado electrificar una casa y cambiar su HVAC y calentador de agua, que tradicionalmente tome tres tripulaciones entrenadas separadas.

Actualmente, Aris Hydronics se está concentrando en las regiones del noroeste del Pacífico, donde muchos hogares no tienen suficiente refrigeración o tienen sistemas antiguos. Señala que en el área de Portland la gente está descubriendo la necesidad de aire acondicionado, donde más del 70 % de los hogares no tenían refrigeración adecuada incluso cuando las temperaturas récord de 100 grados alcanzaron la región el año pasado.

En esa zona climática, Aris Hydronics está viendo un ahorro total de energía del 45 % para el año en comparación con una casa tradicional con calentador de agua a gas, horno a gas y aire acondicionado central. Benjamin admite que en ambientes de clima más frío, una comparación con un sistema de gas podría ofrecer ahorros inferiores al 45% dependiendo de los costos fluctuantes de electricidad y gas natural.

Si bien los costos de energía en curso disminuirán, la inversión de capital aún debe tener sentido. Por lo tanto, Aris Hydronics está tratando de entrar a un precio competitivo para un sistema HVAC regular, con el objetivo de obtener un precio de $17,000 XNUMX para una actualización completa del sistema.

“Esto nos pondría en menos de un reemplazo de un horno de gas, aire acondicionado y calentador de agua, sin reembolsos”, dijo.

Otro aspecto único del producto es su diseño artístico. Cornell dice que puede verse como una obra de arte, sin mini splits tradicionales o conductos con ventilaciones.

“Algunos se verán como obras de arte que pueden ser completamente personalizables y actualizables”, dijo. “Cada habitación en la que entras te sientes orgulloso de ella. Además, se está deshaciendo del gas y no sopla aire por toda la casa. Todo, desde el principio hasta el final, es súper silencioso, tienes que estar a un par de pies de la unidad para saber que está encendida”.

Mantenerse al día con el código de construcción

Brett Webster, es gerente en la práctica de edificios en la firma de investigación global RMI y está trabajando en cómo innovar en todos los sistemas mecánicos de combinación eléctrica específicamente para reacondicionamientos residenciales. La mayoría de las soluciones que encuentra son de fabricantes europeos y combinan funciones de los sistemas de calefacción, refrigeración, ventilación y agua caliente sanitaria, lo que podría crear oportunidades para una mayor eficiencia y un menor coste.

Algunos de esos sistemas incluyen la empresa sueca Systemair con su producto Genius, y las empresas italianas Clivet y Nilan que también ofrecen soluciones híbridas.

Si bien estas innovaciones de vanguardia podrían ser un gran beneficio para los objetivos de reducción de carbono de EE. UU., Webster señala que no existe un estándar de prueba de EE. UU. para soluciones multifunción.

“Si intenta aislarlos para probar los sistemas individuales, a veces no cumplen con los estándares de rendimiento”, dijo.

Añade que el mercado europeo existente para los sistemas multifunción está orientado hacia casas nuevas de muy alto rendimiento, estilo casa pasiva, donde las demandas de energía son tan bajas que la eficiencia de los sistemas mecánicos no es el objetivo principal.

“Modificar estos sistemas para priorizar la eficiencia y desarrollar un estándar de prueba de EE. UU. para ellos podría ayudar a materializar su potencial para avanzar en los objetivos de descarbonización en EE. UU.”, dijo.

Así como empresas como Netflix se están reinventando para el nuevo mundo, la vivienda debe hacer lo mismo.

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• Fuente: https://www.forbes.com/sites/jennifercastenson/2022/12/28/futuristic-hybrid-solutions-make-zero-carbon-housing-possible/