Podgrzewanie wody w domach i budynkach komercyjnych oraz wytwarzanie pary o niskiej temperaturze w obiektach wielorodzinnych i przemysłowych to jedne z największych niewykorzystanych możliwości ograniczenia emisji gazów cieplarnianych przy jednoczesnym obniżeniu rachunków za energię i umożliwieniu rozwoju energii odnawialnej, stwierdza nowe badanie z Centrum Badań nad Energią Schatz, we współpracy z NRDC i innymi partnerami.
Za produkcję gorącej wody i pary w domach, budynkach komercyjnych oraz w zastosowaniach przemysłowych w niskich temperaturach (poniżej 300 stopni) w USA odpowiada: 520 miliony ton emisji dwutlenku węgla rocznie, co odpowiada 113 milionom samochodów rocznie i o 27 procent więcej niż 410 milionów ton metrycznych związanych z ogrzewaniem budynków. Ciepło odpowiada za jedną czwartą wszystkich emisji spowodowanych zużyciem energii w USA, a niniejszy raport dotyczy około 10 procent emisji w USA wynikających ze zużycia energii. W badaniu wskazano także potencjalne oszczędności w wysokości 30 miliardów dolarów rocznie przy wdrożeniu na dużą skalę.
Tradycyjnie zapotrzebowanie na gorącą wodę i parę było zaspokajane poprzez spalanie paliw kopalnych w podgrzewaczach wody i bojlerach, co uwalniało zanieczyszczenie klimatu i powietrza. Dobra wiadomość jest taka, że istnieje technologia, która jest już szeroko stosowana w wielu krajach, która może zmniejszyć te emisje o połowę lub więcej dzięki dzisiejszej sieci elektrycznej, zapewniając drogę do wolnej od emisji dwutlenku węgla i zanieczyszczeń gorącej wody i pary zasilanej energią odnawialną przy jednoczesnym obniżeniu kosztów energii w porównaniu do konwencjonalnych kotłów gazowych.
Czym są podgrzewacze wody z pompą ciepła?
Podgrzewacze wody z pompą ciepła są dla podgrzewania wody i pary tym, czym żarówki LED (diody elektroluminescencyjne) są dla oświetlenia, a pojazdy elektryczne dla transportu: rozwiązanie technologiczne XXI wieku, które jest gotowe do wykorzystania. Aby usunąć przestarzałe i zanieczyszczające środowisko technologie, potrzeba jedynie uwagi i wsparcia poważnych decydentów.
Podgrzewacze wody z pompą ciepła wykorzystują prawa termodynamiki, aby wytworzyć od czterech do pięciu razy więcej energii niż zużywają, a w zastosowaniach przemysłowych do siedmiu do ośmiu razy więcej energii, skutecznie absorbując ciepło z powietrza, wody lub gruntu i koncentrując je do zbiornika z ciepłą wodą. Proces ten, podobnie jak ten stosowany w klimatyzatorach i lodówkach, jest znacznie bardziej wydajny niż nawet najbardziej wydajne gazowe podgrzewacze wody i bojlery. Zatem pomimo tego, że gaz jest tańszy niż prąd w przeliczeniu na jednostkę energii, oszczędności energii uzyskane dzięki nowoczesnej pompie ciepła z nawiązką zrównoważyły różnicę w cenie, co przełożyło się na niższe koszty energii. Oszczędności są jeszcze bardziej przekonujące w przypadku zastąpienia opornika elektrycznego, oleju opałowego lub propanu, gdzie podgrzewacze wody z pompą ciepła mogą obniżyć koszty energii o połowę lub więcej.
Pompy ciepła mogą zaspokoić zapotrzebowanie na gorącą wodę i parę niskotemperaturową w wielu zastosowaniach, od domów jedno- i wielorodzinnych po centralne ogrzewanie na kampusach i w miastach, po sektory komercyjne, takie jak hotele, opieka zdrowotna, edukacja, usługi gastronomiczne, po potrzeby przemysłowe, takie jak przetwórstwo spożywcze, suszenie cegieł, tworzywa sztuczne/chemia, kabiny lakiernicze, wyroby z drewna itp.
3 wielkie idee: wydajne, przyjazne dla klimatu, elastyczne w zakresie sieci
Co sprawia, że podgrzewanie wody za pomocą pompy ciepła jest tak atrakcyjne? Są doskonałym narzędziem w przejściu na czystą energię, ponieważ są wydajne, przyjazne dla klimatu i elastyczne w zależności od sieci.
1. Wydajny: Technologia pomp ciepła przeszła długą drogę. Jak wynika z badania, obecnie osiągają one sprawność na poziomie 300 procent lub więcej w zastosowaniach mieszkaniowych, przewyższając efektywność konwencjonalnego spalania paliw kopalnych (60–97 procent) lub oporność elektryczną (90–95 procent), a nawet więcej w wielu zastosowaniach przemysłowych Aplikacje. Wysokowydajne pompy ciepła mogą podgrzewać wodę, zużywając mniej energii, a co za tym idzie, obniżają rachunki użytkowników energii. Badanie wykazało, że 80 procent klientów indywidualnych, 70 procent klientów przemysłowych i 60 procent klientów komercyjnych zapłaciłoby mniej za energię elektryczną do zasilania podgrzewacza wody z pompą ciepła niż za podgrzewanie wody gazem przy dzisiejszych cenach energii. Zachęty te powinny wzrosnąć jedynie w miarę dalszej szybkiej poprawy wydajności pomp ciepła.
2. Przyjazny dla klimatu: Stosowanie wysokowydajnych podgrzewaczy wody z pompą ciepła zasilanych coraz czystszą energią elektryczną zmniejszy emisję dwutlenku węgla z podgrzewania wody i pary. Według badania prawie 100 procent potencjalnych lokalizacji ocenionych w sektorach mieszkaniowym, komercyjnym i przemysłowym osiągnęłoby zmniejszoną emisję gazów cieplarnianych w przypadku zastosowania elektrycznego podgrzewacza wody z pompą ciepła. W miarę dekarbonizacji sieci emisje te maleją do zera.
Kolejne kilka lat ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że podgrzewacze wody z pompą ciepła odegrają znaczącą rolę w osiągnięciu sieci bezemisyjnej do 2035 r.
3. Siatka elastyczna: Pompy ciepła oferują możliwość podgrzewania i magazynowania wody w okresach, gdy jest dużo energii odnawialnej do późniejszego wykorzystania. Mówiąc najprościej, pompy ciepła mogą działać jak baterie termiczne, przechowując nadmiar energii odnawialnej i buforując sieć. Może to pomóc w szybszej i tańszej dekarbonizacji sieci. Badanie wykazało, że ogólny udział klientów we wszystkich sektorach, którzy odczuliby oszczędności w przypadku przejścia na pompy ciepła do podgrzewania wody, wzrasta z 60–80 procent do 95 procent przy elastycznym działaniu i dostępnych odpowiednich cenach lub zachętach. W wielu przypadkach ta strategia jest odległa bardziej opłacalne i bardziej przyjazne dla środowiska niż inne formy magazynowania, takie jak budowa nowych obiektów wodnych do krótkotrwałego magazynowania.
Potencjalne rozwiązanie pozwalające zmniejszyć obciążenie energetyczne gospodarstw domowych o niskich dochodach
Z badania wynika, że więcej gospodarstw domowych o niskich dochodach zaoszczędziłoby na rachunkach za media dzięki podgrzewaniu wody za pomocą pompy ciepła niż inne gospodarstwa domowe, co jest szczególnie ważne, ponieważ one również wydają największą część swoich dochodów na podgrzewanie wody – do 2 procent w przypadku najniższych dochodowe gospodarstwa domowe.
Aby jednak gospodarstwa domowe o niskich dochodach mogły skorzystać z tych rozwiązań, należy wdrożyć politykę celowego wdrażania, która sprawi, że rozwiązania te będą dostępne i niedrogie oraz zapewni, że nie spowodują one niezamierzonych konsekwencji, takich jak przemieszczenie ze względu na wzrost czynszu w związku z modernizacją budynków. Społeczności o niedostatecznym wsparciu muszą być traktowane priorytetowo w politykach wdrażania rozwiązań w zakresie podgrzewania czystej wody za pośrednictwem polityk federalnych, takich jak Domy o zerowej emisji Ustawa (ZEH) i Ekologiczne, odporne, wydajne i niedrogie domy dla najemców Act (GREAHT), które są uważane za część priorytetów inwestycyjnych administracji Bidena i Kongresu USA w zakresie infrastruktury.
Aby to się stało
W raporcie szczegółowo opisano wiele polityk niezbędnych do wykorzystania tej szansy na stworzenie czystszego i tańszego sposobu zaspokojenia zapotrzebowania na ciepłą wodę w amerykańskich domach, firmach i przemyśle. W skrócie, polityki te można podzielić na trzy kategorie: usuwanie barier regulacyjnych i rynkowych; inwestycje mające na celu przyspieszenie wdrożenia; oraz standardy umożliwiające skalowanie przyjęcia i zapewnienie sprawiedliwego dostępu.
Nadszedł czas na działanie: podgrzewacze wody i kotły przemysłowe na paliwa kopalne mają żywotność co najmniej dziesięciu, a czasem dwóch, co powoduje utrwalanie niepotrzebnych emisji i zwiększa koszty dla klientów. Kolejne kilka lat ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że podgrzewacze wody z pompami ciepła odegrają znaczącą rolę w stworzeniu sieci bezemisyjnej do 2035 r. Jak podsumowano w badaniu: „Wydajne i elastyczne pompy ciepła odpowiadają chwili, tworząc miejsca pracy w ważnym rynku XXI wieku sektorze, obniżając rachunki klientów za energię, ograniczając emisję dwutlenku węgla i ułatwiając integrację energii odnawialnej.
Ten post pierwotnie ukazał się na Blog ekspertów NRDC.
Źródło: https://www.greenbiz.com/article/getting-zero-carbon-hot-water-homes-and-industry
