La TUM analiza 13 fuentes de calefacción residencial y encuentra una ganadora: las bombas de calor

REGÍSTRATE en nuestro actualizaciones diarias de noticias de CleanTechnica en el correo electrónico O Síguenos en Google Noticias!

Ultima actualización en: 10 de febrero de 2025, 01:13

Recientemente, investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) realizaron un estudio que concluyó que las bombas de calor suelen ser la mejor opción para los propietarios de viviendas cuando se tienen en cuenta las cuestiones económicas y ecológicas. El estudio planteó tres preguntas:

• ¿Cuáles son los impactos ambientales de los distintos sistemas de calefacción?
• ¿Cuáles son los costos asociados con el funcionamiento de estos sistemas de calefacción?
• ¿Qué sistema de calefacción tiene la mayor ecoeficiencia?

Los hallazgos fueron publicados en la edición de diciembre de 2024 de la revista Revista de ingeniería de la construcciónA continuación se presentan sus hallazgos, tal como se expresan en el resumen del estudio:

La transición de los combustibles fósiles a la calefacción renovable es esencial para reducir rápidamente las emisiones de gases de efecto invernadero. Además de las emisiones de gases de efecto invernadero, otros impactos ambientales y económicos son cruciales para implementar con éxito sistemas de calefacción renovables. Este estudio evalúa el desempeño ambiental, económico y de ecoeficiencia de 13 sistemas de calefacción residenciales para una vivienda alemana típica de dos pisos. Se emplea el método de evaluación del ciclo de vida para cuantificar los impactos ambientales.

Suponiendo un suministro sostenible de combustibles basados ​​en biomasa, los sistemas de calefacción con biomasa presentan los menores impactos ambientales, mientras que los sistemas de calefacción a gas están asociados con altos impactos ambientales. Entre los sistemas de bomba de calor, la bomba de calor de fuente de agua demuestra el menor impacto ambiental. Además, la integración de un sistema fotovoltaico en los sistemas de bomba de calor reduce los impactos ambientales en todas las bombas de calor. La evaluación indica que la bomba de calor de fuente de aire es el sistema más económico, mientras que la caldera de pellets con apoyo solar térmico y la bomba de calor con almacenamiento de hielo incurren en los costos más altos.

Sin embargo, las diferencias de coste entre los sistemas de calefacción son relativamente pequeñas, por lo que resulta complicado establecer una clasificación clara basándose únicamente en la evaluación económica. Una evaluación de la ecoeficiencia, que combina aspectos medioambientales y económicos en un único indicador, revela que los sistemas más ecoeficientes son la bomba de calor aerotérmica, tanto con sistema fotovoltaico como sin él, y el sistema de calefacción con gasificador de madera. Por el contrario, la bomba de calor con acumulador de hielo y la calefacción de pellets con apoyo solar térmico muestran la ecoeficiencia más baja.

Mientras que el sector eléctrico ha realizado una importante transición hacia fuentes de energía renovables, explican los investigadores, el sector de la calefacción se ha quedado rezagado. En Alemania, la proporción de electricidad generada a partir de fuentes renovables casi se ha duplicado en la última década y ahora representa más del 50% del consumo bruto de electricidad. Sin embargo, la proporción de energías renovables en el sector de la calefacción ha crecido lentamente y actualmente se sitúa en torno al 20%. Debido a la gran dependencia de los combustibles fósiles, las emisiones de los sistemas de calefacción contribuyen de forma significativa a la contaminación antropogénica. En Alemania, hoy en día, alrededor del 20% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero proceden de la calefacción residencial.

Para alcanzar el objetivo alemán de neutralidad en emisiones de gases de efecto invernadero en 2045, el suministro de calor a partir de fuentes renovables debe aumentar significativamente. Número de bombas de calor En Alemania, el número de sistemas de calefacción ha aumentado considerablemente en los últimos 20 años, pero los sistemas de calefacción a gas, que generan grandes emisiones de CO2, siguen siendo los más habituales. Sin embargo, al comparar los distintos sistemas de calefacción, es esencial tener en cuenta otros impactos ambientales además de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Los científicos dijeron algo que debería ser obvio para todos. A menudo, la economía juega un papel más importante a la hora de decidir si comprar e instalar un sistema de calefacción más eficiente que las especificaciones técnicas. Muchos propietarios de viviendas se sienten motivados por el rendimiento medioambiental de un sistema de calefacción, pero aún más por su relación coste-beneficio. Dado que la opción económicamente óptima a menudo difiere de la ecológicamente óptima, un análisis de ecoeficiencia que incorpore ambas perspectivas puede proporcionar una evaluación más equilibrada de los sistemas de calefacción.

La investigación implicó una investigación sobre 13 sistemas de calefacción diferentes adecuados para un edificio típico de dos pisos, que se centró tanto en las perspectivas ambientales como económicas. En primer lugar, se llevaron a cabo simulaciones dinámicas del edificio y del sistema para determinar los requisitos de combustible y electricidad de cada sistema. A esto le siguió una evaluación económica a través de un cálculo dinámico de la inversión. A continuación, se evaluó el impacto ambiental utilizando el método de evaluación del ciclo de vida. Por último, se realizó un análisis de ecoeficiencia para comparar los sistemas de calefacción en términos de impacto económico y ambiental. A continuación, se incluye una lista de las fuentes de calefacción estudiadas y comparadas.

Las bombas de calor son las mejores en la mayoría de los casos

La evaluación de los impactos ecológicos y los costes económicos permitió a los investigadores combinar consideraciones financieras del mundo real, ya que, si bien el sistema más ecológico puede ser deseable desde una perspectiva social, el coste suele ser el factor determinante a la hora de seleccionar el equipo de calefacción. De los 13 sistemas considerados, los investigadores descubrieron que, utilizando la evaluación económica, los resultados varían significativamente según las suposiciones realizadas, lo que dificulta determinar qué sistemas de calefacción están asociados a los costes más bajos. Sin embargo, la bomba de calor aire-agua, con y sin sistema fotovoltaico, y el sistema de calefacción a gas funcionan mejor incluso en el peor de los casos que cuatro sistemas en el mejor de los casos, lo que sugiere que es muy probable que estos tres sistemas sean los más rentables.

La evaluación del ciclo de vida, que supone una vida útil de 20 años, muestra que el sistema de calefacción a gas tiene el menor impacto ambiental en 11 de las 16 categorías de impacto. Sin embargo, este sistema también tiene los mayores impactos en tres categorías, incluidas las emisiones de gases de efecto invernadero, de importancia crítica. Además del sistema de calefacción a gas, la caldera de leña tiene el mejor rendimiento en cuatro categorías cuando se descartan las emisiones de CO2-eq biogénico, pero también tiene los mayores impactos ambientales en cuatro categorías. La normalización y ponderación de los resultados del ACV de punto medio indican que, a pesar de su buen rendimiento en la mayoría de las categorías de impacto, el sistema de calefacción a gas tiene la segunda puntuación individual más alta, lo que indica altos impactos ambientales generales. Por el contrario, los impactos ambientales más bajos se observan para la caldera de leña, el sistema de calefacción de pellets y la bomba de calor agua-agua con un sistema fotovoltaico.

En el análisis de ecoeficiencia realizado para relacionar los costos de los sistemas de calefacción con sus impactos ambientales, bomba de calor de fuente de aire Los sistemas de calefacción con sistema fotovoltaico y caldera de gasificación de leña son los que mejor se comportan en este análisis y, por lo tanto, tienen la mayor ecoeficiencia. Otros tres sistemas de calefacción (bombas de calor geotérmicas y de agua con sistema fotovoltaico y bomba de calor aerotérmica) también presentan una mayor ecoeficiencia que el sistema de calefacción a gas.

En conclusión

Los hallazgos sugieren que un sistema de calefacción a gas es competitivo en términos de costos con varios sistemas de bomba de calor, lo cual no es sorprendente, ya que las bombas de calor aire-agua son bastante caras en comparación con una caldera de gas estándar. Sin embargo, a lo largo de su vida útil, los costos se equilibran, pero la bomba de calor tiene significativamente menos emisiones de dióxido de carbono durante su vida útil. Si hay una moraleja aquí, es que los incentivos y el apoyo de las políticas seguirán siendo esenciales para que más propietarios de viviendas opten por las bombas de calor en lugar de los equipos de calefacción a gas estándar. Eso, por supuesto, supone que cualquier gobierno nacional conceda suficiente importancia a mantener la Tierra como un lugar donde los humanos puedan seguir prosperando.

• Distribución de relaciones públicas y contenido potenciado por SEO. Consiga amplificado hoy.
• PlatoData.Network Vertical Generativo Ai. Empodérate. Accede Aquí.
• PlatoAiStream. Inteligencia Web3. Conocimiento amplificado. Accede Aquí.
• PlatoESG. Carbón, tecnología limpia, Energía, Ambiente, Solar, Gestión de residuos. Accede Aquí.
• PlatoSalud. Inteligencia en Biotecnología y Ensayos Clínicos. Accede Aquí.
• Fuente: https://cleantechnica.com/2025/02/10/tum-examines-13-residential-heating-sources-finds-a-winner-heat-pumps/