Нагрівання води в будинках і комерційних будівлях і виробництво пари при низькій температурі в багатоквартирних і промислових об’єктах є одними з найбільших невикористаних можливостей скоротити викиди вуглекислого газу, одночасно скорочуючи рахунки за електроенергію та сприяючи розширенню відновлюваних джерел енергії. Нове дослідження від Schatz Energy Research Center у співпраці з NRDC та іншими партнерами.
Виробництво гарячої води та пари в будинках, комерційних будівлях і низькотемпературних (нижче 300 градусів) промислових установках у США відповідає за 520 мільйонів метричних тонн викидів вуглецю щорічно, що еквівалентно 113 мільйонам автомобілів щороку, і на 27 відсотків більше, ніж 410 мільйонів метричних тонн, пов’язаних з опаленням будівель. Тепло є причиною чверті всіх викидів від використання енергії в США, і в цьому звіті йдеться про приблизно 10 відсотків викидів у США від використання енергії. Дослідження також виявило потенційну економію рахунків у розмірі 30 мільярдів доларів на рік завдяки широкомасштабному розгортанню.
Традиційно потреба в гарячій воді та парі задовольнялася спалюванням викопного палива у водонагрівачах і котлах, що призводило до забруднення клімату та повітря. Хороша новина полягає в тому, що існує технологія, яка вже широко використовується в багатьох країнах, яка може скоротити ці викиди вдвічі чи більше за допомогою сучасної електричної мережі, забезпечуючи шлях до чистої від вуглецю та забруднення гарячої води та пари при живленні відновлюваною енергією. при цьому знижуються енерговитрати в порівнянні зі звичайними газовими котлами.
Що таке водонагрівачі з тепловим насосом?
Водонагрівачі з тепловою помпою для опалення води та пари те, що світлодіодні (світлодіодні) лампи для освітлення та електромобілів для транспорту: технологічне рішення 21-го століття, яке готове до найвидатнішого часу. Йому просто потрібна серйозна увага та підтримка політиків, щоб витіснити застарілі та забруднюючі існуючі технології.
Водонагрівачі з тепловим насосом використовують закони термодинаміки, щоб виробляти в чотири-п’ять разів більше енергії, ніж вони споживають, і до семи-восьми разів у промисловому застосуванні, ефективно поглинаючи тепло з повітря, води чи землі та концентруючи його в резервуар для гарячої води. Цей процес, як і той, що використовується в кондиціонерах і холодильниках, набагато ефективніший, ніж навіть найефективніші газові водонагрівачі та котли. Таким чином, незважаючи на те, що газ дешевший за електроенергію на одиницю енергії, економія енергії завдяки сучасному тепловому насосу з лишком компенсує різницю в ціні, забезпечуючи нижчі витрати на енергію. Економія ще більш переконлива при заміні електричного опору, мазуту або пропану, де водяні нагрівачі з тепловим насосом можуть скоротити енергію вдвічі або більше.
Теплові насоси можуть обслуговувати потреби гарячої води та низькотемпературної пари в багатьох сферах застосування: від одно- та багатоквартирних житлових будинків до централізованого опалення в університетських містечках і містах, у комерційних секторах, таких як готелі, охорона здоров’я, освіта, громадське харчування та промислові потреби, такі як обробка харчових продуктів, сушіння цегли, пластик/хімія, фарбувальні камери, вироби з дерева тощо.
3 великі ідеї: ефективний, кліматичний, гнучкий у мережі
Чим привабливий водяний тепловий насос? Вони є ідеальним інструментом для переходу на чисту енергію, оскільки вони ефективні, безпечні для клімату та гнучкі до мережі.
1. Ефективні: Технологія теплових насосів пройшла довгий шлях. Як зазначається в дослідженні, тепер вони мають ефективність «300 відсотків» або більше для побутових застосувань, перевершуючи ефективність звичайного спалювання викопного палива (60-97 відсотків) або електричного опору (90-95 відсотків), і навіть більше в багатьох промислових програми. Високопродуктивні теплові насоси можуть нагрівати воду, використовуючи менше енергії, тому споживачі електроенергії обходяться дешевше. Дослідження показало, що 80 відсотків побутових споживачів, 70 відсотків промислових споживачів і 60 відсотків комерційних споживачів будуть платити менше за електроенергію для живлення водонагрівача з тепловим насосом, ніж вони платять за газове опалення води за сьогоднішніх цін на енергоносії. Ці стимули повинні тільки зростати, оскільки продуктивність теплового насоса продовжує швидко покращуватися.
2. Кліматичний: Використання високоефективних водонагрівачів з тепловим насосом, що працюють від все більш чистої електроенергії, зменшить викиди вуглецю від нагрівання води та пари. Відповідно до дослідження, майже 100 відсотків потенційних об’єктів, оцінених у житловому, комерційному та промисловому секторах, досягнуть зниження викидів парникових газів при використанні водонагрівача з електричним тепловим насосом. І в міру декарбонізації мережі ці викиди зводяться до нуля.
Наступні кілька років мають вирішальне значення для того, щоб водонагрівачі з тепловими насосами відігравали важливу роль у створенні безвуглецевої мережі до 2035 року.
3. Гнучка сітка: Теплові насоси пропонують можливість нагрівати та зберігати воду в період, коли відновлювана енергія надлишок для подальшого використання. Простіше кажучи, теплові насоси можуть діяти як теплові батареї для накопичення надлишку відновлюваної енергії та буферизації мережі. Це може допомогти декарбонізувати мережу швидше та з меншими витратами. Дослідження показало, що загальна частка споживачів у всіх секторах, які відчули б економію при переході на теплові насоси для гарячої води, зростає з 60-80 відсотків до 95 відсотків за умови гнучкого функціонування та відповідних цін або доступних стимулів. У багатьох випадках ця стратегія далека економічніше та екологічно прийнятніше ніж інші форми зберігання, такі як будівництво нових гідротехнічних споруд для короткострокового зберігання.
Потенційне рішення для зменшення енергетичного навантаження сімей з низькими доходами
Дослідження показує, що більше домогосподарств з низькими доходами заощадять гроші на своїх комунальних послугах за допомогою теплового насоса, ніж інші домогосподарства, що особливо важливо, оскільки вони також витрачають найбільшу частку свого доходу на підігрів води, до 2 відсотків для найнижчого. дохід домогосподарств.
Однак, щоб домогосподарства з низьким рівнем доходу могли отримати вигоду від цих рішень, потрібна навмисна політика розгортання, яка зробить ці рішення доступними та недорогими та гарантує, що вони не призведуть до небажаних наслідків, таких як переміщення через збільшення орендної плати після модернізації будівлі. Недостатньо забезпечені громади повинні мати пріоритет у політиці розгортання рішень для опалення чистою водою через федеральну політику, таку як Будинки з нульовими викидами Закон (ZEH) і Екологічні, надійні та доступні будинки для орендарів (GREAHT), які розглядаються як частина пріоритетів інвестицій в інфраструктуру адміністрації Байдена та Конгресу США.
Зробити це
У звіті детально описано багато стратегій, які необхідні, щоб скористатися цією можливістю для більш чистого та доступного способу обслуговування потреб гарячої води в будинках, підприємствах і промисловості США. У двох словах, ця політика поділяється на три групи: усунення регулятивних і ринкових бар’єрів; інвестиції для прискорення розгортання; і стандарти для масштабування впровадження та забезпечення справедливого доступу.
Настав час діяти: водонагрівачі та промислові котли, що працюють на викопному паливі, мають термін служби принаймні десятиліття, іноді два, увічнюючи непотрібні викиди та створюючи більші витрати для клієнтів. Наступні кілька років мають вирішальне значення для забезпечення того, щоб водонагрівачі з тепловими насосами відігравали значну роль у створенні безвуглецевої мережі до 2035 року. Як підсумовується в дослідженні, «ефективні та гнучкі теплові насоси відповідають моменту, створюючи робочі місця у важливому 21 столітті. секторі, зниження рахунків споживачів за електроенергію, скорочення викидів вуглецю та полегшення інтеграції відновлюваної енергії».
Ця публікація спочатку з’явилася Блог експертів NRDC.
Джерело: https://www.greenbiz.com/article/getting-zero-carbon-hot-water-homes-and-industry
