Con los problemas de la cadena de suministro obstruyendo la tubería de EV, parece que toda la transición energética global está girando. ¡No tan! La movilidad no posee todo el espacio de descarbonización. Los edificios también contribuyen en gran medida a las emisiones de gases de efecto invernadero, y el reciente avance en las bombas de calor para clima frío para edificios podría generar más ahorros ecológicos en las emisiones globales que una carretera llena de vehículos eléctricos.

Bombas de calor al rescate

Las bombas de calor son dispositivos eléctricos que pueden enfriar y calentar casas y otros edificios con una eficiencia mucho mayor que otros sistemas eléctricos de calefacción y refrigeración.

Además de su beneficio de eficiencia energética, las bombas de calor eléctricas evitan las emisiones relacionadas con el consumo de petróleo y gas natural en los edificios, así como de pellets de madera y otra biomasa.

La cuestión de las plantas de energía fósil permanece. Sin embargo, en la medida en que la red eléctrica local depende de la energía renovable, las bombas de calor también eliminan los combustibles fósiles de la ecuación de calefacción y refrigeración en relación con las centrales eléctricas centralizadas. Lo mismo se aplica a los calentadores de agua. También se incluyen bombas de calor para secadoras.

Los números se suman en las naciones desarrolladas más grandes como los EE. UU., donde hay millones de edificios involucrados.

“El aire acondicionado y el calentamiento de agua representan el 46 % de las emisiones de los edificios y más del 40 % de la energía primaria consumida en los edificios residenciales y comerciales estadounidenses. [buildings] . También representan el 42% de todas las facturas de energía de los edificios y el 56% de las facturas de energía de los hogares cada año”, estima el Departamento de Energía de EE. UU.

Eso explica por qué las bombas de calor están en el corazón de los esfuerzos de la administración Biden para descarbonizar los sistemas de energía de los edificios. Respaldados por subsidios e incentivos, son una solución relativamente asequible con un impacto significativo en las emisiones de gases de efecto invernadero.

El gobierno de EE. UU. no es el único fanático, las empresas de servicios públicos también están comenzando a subirse al tren de las bombas de calor para vender más kilovatios-hora a medida que la red cambia a energía renovable.

Bombas de calor para climas fríos al rescate

Las bombas de calor se están convirtiendo en un elemento básico en climas relativamente templados, y el Departamento de Energía de EE. UU. está dando prioridad a garantizar que las regiones más frías del país se beneficien.

El año pasado, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía investigó el problema y descubrió que la nueva tecnología en forma de bombas de calor sin ductos podría ser un posible camino a seguir. Como sugiere el nombre, las bombas de calor sin ductos se pueden instalar en un edificio sin el costo adicional de nuevos ductos. Esto puede marcar una diferencia significativa en el costo de las nuevas construcciones, así como en las modificaciones de los edificios existentes que utilizan calefacción por vapor, zócalos eléctricos u otros sistemas sin conductos.

“Por supuesto que existen desafíos únicos en un lugar como Alaska. Si bien las bombas de calor han mejorado durante la última década, todavía se ven afectadas por las bajas temperaturas: cuanto más frío se vuelve, más difícil es extraer calor y menos eficiente es el sistema”, explicó NREL para describir el estado actual de la investigación.

La agencia también está considerando si tiene sentido diseñar un sistema completo para abordar el frío extremo que solo ocurre unos pocos días al año, o combinar un sistema de clima frío con calentadores de zócalo u otras alternativas que puedan activarse durante los días más fríos.

Los investigadores también están trabajando para evaluar los beneficios para los edificios que tienen conductos existentes. En términos de acción climática, esta área está lista para la cosecha, con 35 millones de hogares que dependen de la calefacción de aire forzado solo en los EE. UU.

«Estas casas podrían cambiar a una bomba de calor con bastante facilidad porque ya tienen plomería», dijo NREL. “La bomba de calor simplemente se conecta a estos conductos existentes como un acondicionador de aire central para proporcionar aire acondicionado en toda la casa. En lugares con tuberías y Debido a los altos costos de energía, las bombas de calor son particularmente atractivas, como en el noroeste del Pacífico”.

Carretera a la alta eficiencia

A medida que la investigación avanza a un ritmo acelerado, el Departamento de Energía también quiere acelerar el ritmo fomentando la inversión del sector privado en tecnologías de próxima generación. El año pasado, la agencia, en asociación con la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. y Recursos Naturales de Canadá, lanzó el nuevo desafío Tecnología de bomba de calor para clima frío, que tiene como objetivo apoyar a los innovadores en una carrera para alcanzar una meta de 5 grados bajo cero en Fahrenheit: escala de alcance.

Parece que el programa tuvo un buen comienzo. La semana pasada, el Departamento de Energía anunció que Lennox International, con sede en Texas, ya había presentado el primer prototipo del programa, un año antes de lo previsto.

«El prototipo proporciona un calentamiento del 100 % a 5 °F con el doble de eficiencia y un calentamiento del 70 % al 80 % a -5 °F y -10 °F», declaró el Departamento de Energía, y agregó que «el Laboratorio Nacional Oak Ridge del DOE no esto.» ha validado el rendimiento y la eficiencia del prototipo de Lennox».

Si todo va según lo planeado, el prototipo de Lennox y cualquier otra persona que complete el desafío estarán listos para el desarrollo comercial en 2024, junto con campañas de divulgación y concientización respaldadas por otros socios de la campaña, incluidas las cooperativas de servicios públicos y eléctricas sin fines de lucro.

¿Como funciona?

En cuanto al nuevo avance de Lennox, la compañía no está divulgando todos los detalles jugosos. Sin embargo, Lennox ha tenido un buen comienzo en la competencia, en parte gracias a su participación en la iniciativa Science Based Targets, una plataforma voluntaria que ayuda a los fabricantes a concentrarse en reducir las emisiones posteriores asociadas con el uso de sus productos, además de procesos de descarbonización en el final de la fabricación.

Lennox también tiene un historial de innovación en el negocio de las bombas de calor, incluido el debut de un nuevo modelo para clima frío en febrero. Según el dossier de prensa de la empresa, el nuevo «Dave Lennox Signature® El modelo Collection SL25XPV» es la «bomba de calor más precisa y eficiente del mercado».

No estaban bromeando. “La bomba de calor de capacidad variable SL25XPV representa un paso adelante en el compromiso de Lennox de acelerar la sustentabilidad ambiental a través de la innovación continua de productos y avances en el uso de energía y la reducción de emisiones”, dijeron, citando una iteración fortalecida de sus tecnologías principales Precise Comfort™ y TruHeat Performance junto con con una nueva bobina de aleación de aluminio llamada «Quantum™ Coil».

“Esta nueva bomba de calor de aire frío que cambia la industria ofrece la máxima eficiencia energética sin sacrificar el rendimiento de calidad de los productos Lennox… Con la bomba de calor SL25XPV, los propietarios pueden estar seguros de un calor rico similar al de un fuego de gas, mientras mantienen la mayor eficiencia posible con el menor impacto ambiental posible”, añadió Tim Brizendineel jefe de gestión de productos de la empresa.

Según Lennox, el modelo SL25XPV funciona de manera más eficiente que los modelos tradicionales en todas las regiones de los Estados Unidos. Eso no significa necesariamente que cumpla con el objetivo de 5 grados del Desafío del Clima Frío, pero puede significar mucho en términos de ahorro de dinero en las facturas de servicios públicos, que la compañía estima en un 58%.

Estén atentos para más información sobre el Cold Climate Challenge mientras esperamos noticias de los otros ocho participantes.

Sigueme en Twitter @TinaMCasey.

Imagen: Cortesía del Departamento de Energía de EE. UU.


 

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