Agora é a hora de apostar tudo nas bombas de calor

Jun 15, 2023

Substituir aparelhos que queimam combustíveis fósseis por alternativas eléctricas de alto desempenho é crucial para cumprir os nossos objectivos climáticos, de saúde e económicos. No entanto, os dados mais recentes mostram que os Estados Unidos ainda não estão a fazer progressos significativos, com as emissões dos edifícios a permanecerem estáveis ​​durante décadas. No total, em 2021, a utilização de gás ou óleo combustível para aquecimento, água quente e cozinha foi responsável por mais de 10% das emissões de carbono dos EUA.

À medida que os incentivos federais da lei climática de 2022, a Lei de Redução da Inflação, começarem a ser implementados, mais americanos do que nunca serão capazes de electrificar diferentes partes das suas vidas, desde os transportes ao aquecimento doméstico. Neste artigo, estamos nos concentrando em um dos aparelhos de aquecimento e resfriamento limpos mais eficientes – a bomba de calor de fonte de ar, que fornece duas a quatro vezes mais energia de aquecimento do que a eletricidade que consome.

E as bombas de calor estão a ter o seu momento de destaque. Anteriormente usadas principalmente em climas mais quentes, as bombas de calor venderam mais que os fornos a gás pela primeira vez no ano passado e estados mais frios como o Maine estão liderando o caminho em instalações domésticas.

Mas os cépticos interrogam-se: será que uma bomba de calor pode realmente reduzir as emissões de um edifício ao longo da sua vida útil, mesmo nos climas mais frios? E poderão reduzi-los no primeiro ano, mesmo que uma empresa de serviços públicos ainda utilize principalmente combustíveis fósseis como o carvão, o gás e o petróleo para obter electricidade?

Para responder a estas questões, o RMI divulgou uma análise atualizada que examina os 48 estados mais baixos, concentrando-se nas duas maiores utilizações diretas de combustíveis fósseis em edifícios: aquecimento ambiente e aquecimento de água. Comparamos fornos a gás e aquecedores de água a gás com alternativas elétricas prontamente disponíveis: bombas de calor de fonte de ar e aquecedores de água com bomba de calor. As intensidades de emissões da rede foram extraídas dos conjuntos de dados Cambium 2022 do NREL, terceira edição anual. Esta análise utiliza o cenário intermédio, que inclui políticas estaduais e federais atualmente promulgadas, incluindo as principais disposições do setor elétrico da Lei de Redução da Inflação de 2022, e estimativas centrais de reduções de custos de tecnologia.

Os resultados apontam para reduções significativas de emissões para aquecimento ambiente. Em todos os 48 estados continentais, a substituição de um forno a gás por uma bomba de calor reduzirá as emissões logo no primeiro ano de instalação e ao longo dos 15 anos de vida útil do produto. Em estados de todo o país, da Flórida ao Michigan e à Califórnia, as bombas de calor reduzem as emissões ao longo da sua vida útil em até 93% em comparação com os fornos a gás. Os benefícios das emissões das bombas de calor aerotérmicas decorrem da elevada eficiência do equipamento e das reduções na intensidade de carbono da eletricidade ao longo do tempo, à medida que mais energias renováveis ​​entram na rede.

Em todos os 48 estados continentais, a substituição de um forno a gás por uma bomba de calor reduzirá as emissões logo no primeiro ano de instalação.

A tecnologia da bomba de calor melhorou significativamente nos últimos anos. Mesmo tendo em conta a eficiência reduzida em climas frios extremos, a nossa análise conclui que as modernas bombas de calor de fonte de ar são duas vezes mais eficientes que os fornos a gás. Calculamos a eficiência operacional da bomba de calor durante todo o ano para a cidade mais populosa de cada estado, combinando condições climáticas históricas horárias com o desempenho de bombas de calor modernas e prontamente disponíveis. Nossa análise ajustou a eficiência da bomba de calor para levar em conta o calor da resistência elétrica de reserva quando e onde for necessário — raramente e durante dias muito frios. Por exemplo, em Fargo, Dakota do Norte, onde as temperaturas ocasionalmente caem abaixo de -20°F no inverno, o aquecimento de reserva é necessário para aproximadamente onze por cento da carga de aquecimento anual.

O gráfico abaixo mostra o coeficiente de desempenho esperado da bomba de calor (COP), que é uma média ponderada da eficiência diária da bomba de calor por graus-dia de aquecimento. Um COP de 1 significa que o sistema é 100% eficiente – a energia de aquecimento é equivalente à entrada de eletricidade. Um COP de 2 significa que por cada kWh de eletricidade que uma bomba de calor consome, fornece 2 kWh equivalentes de calor.