Att värma upp vatten i bostäder och kommersiella byggnader och producera lågtemperaturånga i flerfamiljs- och industrianläggningar är några av de största outnyttjade möjligheterna att minska koldioxidutsläppen samtidigt som man sänker energiräkningen och möjliggör utbyggnaden av förnybar kraft, konstaterar en ny studie från Schatz Energy Research Center, i samarbete med NRDC och andra partners.
Att producera varmvatten och ånga i hem, kommersiella byggnader och lågtemperatur (mindre än 300 grader) industriella applikationer i USA är ansvarig för 520 miljoner ton koldioxidutsläpp årligen, motsvarande 113 miljoner bilar varje år, och 27 procent mer än de 410 miljoner ton som är kopplade till uppvärmning av byggnader. Värme står för en fjärdedel av alla utsläpp från energianvändning i USA, och denna rapport tar upp ungefär 10 procent av USA:s utsläpp från energianvändning. Studien identifierade också potentiella räkningsbesparingar på 30 miljarder dollar per år med storskalig implementering.
Traditionellt har behovet av varmvatten och ånga tillgodosetts genom förbränning av fossila bränslen i varmvattenberedare och pannor, vilket frigör klimat- och luftföroreningar. Den goda nyheten är att teknik finns, och redan används allmänt i många länder, som kan minska dessa utsläpp med hälften eller mer med dagens elnät, vilket ger en väg mot kol- och föroreningsfritt varmvatten och ånga när de drivs av förnybar energi samtidigt som energikostnaderna minskar jämfört med konventionella gaspannor.
Vad är värmepumpsvattenberedare?
Värmepump varmvattenberedare är till vattenvärme och ånga vad LED (Light Emitting Diode)-lampor är för belysning och elfordon till transport: En 21-talsteknologilösning som är redo för bästa sändningstid. Det behöver bara seriös politisk uppmärksamhet och stöd för att få bort föråldrade och förorenande befintliga tekniker.
Värmepumpvattenberedare drar fördel av termodynamikens lagar för att producera fyra till fem gånger mer energi än de förbrukar, och upp till sju till åtta gånger i industriella tillämpningar, genom att effektivt absorbera värme ur luften, vattnet eller marken och koncentrera den i en varmvattentank. Denna process, som den som används i luftkonditioneringsapparater och kylskåp, är mycket effektivare än till och med de mest effektiva gasförbränningsvattenberedarna och -pannorna. Så trots att gas är billigare än el per energienhet, kompenserade energibesparingen från en modern värmepump mer än väl prisskillnaden, vilket ger lägre energikostnader. Besparingarna är ännu mer övertygande när man ersätter elektriskt motstånd, eldningsolja eller propan där värmepumpar varmvattenberedare kan energikostnader med hälften eller mer.
Värmepumpar kan tillgodose behoven för varmvatten och lågtemperaturånga i många applikationer, från en- och flerfamiljshus för bostäder till fjärrvärme på campus och i städer, till kommersiella sektorer som hotell, sjukvård, utbildning, matservice till industriella behov som t.ex. livsmedelsförädling, tegeltorkning, plast/kemi, målarbås, trävaror m.m.
3 stora idéer: Effektiv, klimatvänlig, nätflexibel
Vad är det som gör värmepumpsvattenuppvärmning så attraktiv? De är ett perfekt verktyg i den rena energiomställningen eftersom de är effektiva, klimatvänliga och nätflexibla.
1. Effektiv: Värmepumpstekniken har kommit långt. Som studien konstaterar, har de nu "300 procent" effektivitet eller mer för bostadsapplikationer, vilket överträffar effektiviteten för konventionella fossila bränslen (60-97 procent) eller elektriskt motstånd (90-95 procent), och ännu mer i många industriella applikationer. Högpresterande värmepumpar kan värma vatten med mindre energi, vilket kostar energianvändarna mindre på sina energiräkningar. Studien visade att 80 procent av privatkunderna, 70 procent av industrikunderna och 60 procent av kommersiella kunderna skulle betala mindre för el för att driva en värmepumpsvattenberedare än de betalar för gaseldad vattenuppvärmning till dagens energipriser. Dessa incitament bör bara öka eftersom värmepumpens prestanda fortsätter att förbättras snabbt.
2. Klimatvänligt: Att använda högeffektiva värmepumpsvattenberedare som drivs av allt renare el kommer att minska koldioxidutsläppen från vattenuppvärmning och ånga. Enligt studien skulle nästan 100 procent av de potentiella platserna som utvärderades inom bostads-, kommersiella och industrisektorerna uppnå minskade växthusgasutsläpp när man använder en elektrisk värmepumpsvattenberedare. Och eftersom nätet är koldioxidfritt, rör sig dessa utsläpp mot noll.
De närmaste åren är avgörande för att säkerställa att värmepumpsvattenberedare spelar en betydande roll för att uppnå ett kolfritt nät till 2035.
3.Grid-flexibel: Värmepumpar erbjuder möjligheten att värma och lagra vatten under tider då det finns gott om förnybar energi för senare användning. Enkelt uttryckt kan värmepumpar fungera som termiska batterier för att lagra överskott av förnybar energi och buffra nätet. Detta kan hjälpa till att dekarbona gallret snabbare och till en lägre kostnad. Studien fastställde att den totala andelen kunder i alla sektorer som skulle uppleva besparingar med ett byte till värmepumpar för varmvatten ökar från 60-80 procent till 95 procent med flexibel drift och lämpliga priser eller incitament tillgängliga. I många fall är denna strategi långt mer kostnadseffektivt och mer miljövänligt än andra lagringsformer som att bygga nya vattenkraftanläggningar för korttidslagring.
En potentiell lösning för att minska låginkomsthushållens energibörda
Studien visar att fler låginkomsthushåll skulle spara pengar på sina elräkningar med värmepumpvattenuppvärmning än andra hushåll, vilket är särskilt viktigt eftersom de också spenderar den högsta andelen av sin inkomst på vattenuppvärmning, upp till 2 procent för de lägsta. inkomsthushåll.
Men för att hushåll med låga inkomster ska kunna dra nytta av dessa lösningar måste det finnas en avsiktlig implementeringspolicy som gör dessa lösningar tillgängliga och prisvärda, och säkerställer att de inte leder till oavsiktliga konsekvenser som förskjutning på grund av ökad hyra efter byggnadsrenovering. Undertjänade samhällen måste prioriteras i utbyggnadspolicyer för lösningar för uppvärmning av rent vatten, via federala policyer som Nollutsläppshem Act (ZEH) och Green Resilient Effektiva, prisvärda bostäder för hyresgäster lag (GREAHT) som övervägs som en del av Biden-administrationens och amerikanska kongressens prioriteringar för investeringar i infrastruktur.
Få det att hända
Rapporten beskriver många policyer som behövs för att ta denna möjlighet till ett renare och mer prisvärt sätt att tillgodose behoven av varmvatten i amerikanska hem, företag och industri. I ett nötskal faller dessa policyer i tre delar: att ta bort reglerings- och marknadsbarriärer; investeringar för att påskynda utbyggnaden; och standarder för att skala antagandet och säkerställa rättvis tillgång.
Nu är det dags att agera: Fossila varmvattenberedare och industripannor har en livslängd på minst ett decennium, ibland två, vilket vidmakthåller onödiga utsläpp och skapar högre kostnader för kunderna. De kommande åren är avgörande för att säkerställa att värmepumpsvattenberedare spelar en betydande roll för att uppnå ett kolfritt nät till 2035. Som studien sammanfattade: "Effektiva och flexibla värmepumpar möter nuet genom att skapa jobb i ett viktigt 21-tal sektorn, sänka kundernas energiräkningar, minska koldioxidutsläppen och underlätta integrationen av förnybar energi.”
Detta inlägg uppträdde ursprungligen den NRDC:s expertblogg.
Källa: https://www.greenbiz.com/article/getting-zero-carbon-hot-water-homes-and-industry
