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Ci sono molte persone che pensano che non sia utile elettrificare cose come le automobili e gli impianti di riscaldamento domestico se l’elettricità che usano proviene da centrali termoelettriche alimentate a carbone. Dopotutto, è ampiamente riconosciuto che le centrali a carbone creano più emissioni di carbonio di qualsiasi altra tecnologia di generazione termica. Le pompe di calore riducono le emissioni se funzionano con elettricità proveniente da una rete sporca?

Assolutamente sì, secondo i ricercatori dell' Laboratorio nazionale per le energie rinnovabili. Hanno modellato l’intero patrimonio immobiliare degli Stati Uniti e hanno scoperto che, nel corso della durata prevista dell’apparecchio di 16 anni, il passaggio alle pompe di calore per il riscaldamento e il raffreddamento riduce le emissioni in ognuno dei 48 stati contigui.

In effetti, le pompe di calore riducono l’inquinamento da carbonio anche se il processo di pulizia della rete statunitense si muove più lentamente di quanto si aspettano gli esperti. Il team NREL ha utilizzato sei diversi scenari futuri per la rete, da una decarbonizzazione aggressiva (95% di elettricità senza emissioni di carbonio entro il 2035) a una lenta (solo il 50% di elettricità senza emissioni di carbonio entro il 2035). Il loro lavoro è stato pubblicato il mese scorso sulla rivista Joule.

Ecco il riassunto dei risultati:

L’elettrificazione della combustione di combustibili fossili negli edifici è una componente chiave per raggiungere gli obiettivi globali in materia di emissioni di gas serra. Utilizziamo simulazioni fisiche di 550,000 famiglie statisticamente rappresentative per analizzare le distribuzioni dei costi e dei benefici di tre livelli di prestazioni delle pompe di calore aria-aria, con e senza aggiornamenti di isolamento, attraverso la diversità del patrimonio immobiliare statunitense.

Troviamo riduzioni positive dei gas serra in ogni stato degli Stati Uniti per tutti i livelli di prestazione in cinque scenari di rete elettrica 2022-2038, con la piena adozione che riduce le emissioni nazionali del 5%-9%. Riteniamo che le pompe di calore aria-aria potrebbero essere economicamente vantaggiose senza sussidi nel 59% delle famiglie (65 milioni).

Vale la pena ripetere questa conclusione. La sostituzione delle pompe di calore con fonti di riscaldamento termico potrebbe ridurre le emissioni totali di carbonio negli Stati Uniti tra il 5 e il 9%. Riesci a pensare a qualche altra tecnologia a disposizione delle persone che possa farlo? Certo, le auto elettriche potrebbero. Sì, migliorare l'isolamento e sigillare le crepe può fare miracoli per ridurre le emissioni.

Ma le pompe di calore possono eliminare una grossa fetta dell’impronta di carbonio della nazione, anche se non sono alimentate da energie rinnovabili e le persone possono farlo da sole. Gli incentivi contenuti nell’Inflation Reduction Act possono aiutare.

Secondo Canarie Media, nel 2023 le fonti energetiche rinnovabili hanno fornito solo il 21% della produzione di elettricità negli Stati Uniti, mentre l’energia nucleare rappresentava il 19%. Il restante 60% dell’energia proviene dalla combustione di combustibili fossili, quindi la rete nella maggior parte degli Stati Uniti è ancora una delle principali fonti di inquinamento da carbonio.

Le pompe di calore riducono le emissioni di carbonio

I ricercatori del NREL hanno scoperto che le pompe di calore riducono le emissioni energetiche annuali delle famiglie in media dal 36 al 64% – ovvero da 2.5 a 4.4 tonnellate di anidride carbonica equivalente all’anno per unità abitativa. Si tratta di una quantità impressionante di emissioni. Per contestualizzare, evitare 2.5 tonnellate di emissioni di CO2 equivale a non bruciare 2,800 libbre di carbone. Sarebbe come non guidare l'auto per sei mesi o passare a una dieta vegana per 14 mesi.

Ha detto Eric Wilson, ingegnere ricercatore senior presso NREL e autore principale dello studio Canarie Media, "Sento spesso la gente dire: 'Oh, dovresti aspettare per installare una pompa di calore perché la rete è ancora sporca', ma è una logica errata. ​È meglio cambiare adesso piuttosto che più tardi, e non vincolarsi per altri 20 anni con un forno o una caldaia a gas."

La stessa analisi vale per le auto elettriche. Secondo Collegamenti climatici YaleAnche nel West Virginia, dove oltre il 90% dell’elettricità proviene dalla combustione del carbone, le auto elettriche consumano ancora circa il 33% in meno di energia rispetto alla benzina. I veicoli elettrici caricati nel West Virginia riducono anche l’inquinamento da carbonio del 30%.

Il risparmio sulle emissioni tende ad essere maggiore negli stati con inverni più freddi e caldaie e forni che funzionano a olio combustibile. Il Maine è uno degli stati americani con un clima invernale freddo. Lì, le pompe di calore si sono rivelate più popolari lì che nello Stato ha già superato l’obiettivo relativo all’adozione delle pompe di calore due anni prima del previsto. Una rete sporca non annulla i benefici climatici di una pompa di calore. Questa è l'importanza dello studio NREL.

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Pompe di calore ad aria e geotermiche

Un’analisi del 2023 del think tank sul clima RMI conferma ulteriormente il clima delle pompe di calore buona fede. Nei 48 stati continentali, RMI ha scoperto che la sostituzione di un forno a gas con una pompa di calore inizia a ridurre le emissioni fin dal primo anno di installazione e ogni anno successivo per tutta la sua vita utile.

Sia gli studi RMI che quelli NREL si sono concentrati sulle pompe di calore ad aria, che estraggono calore dall’aria esterna e possono essere da tre a quattro volte più efficienti dei forni a gas. Ma pompe di calore geotermiche stanno diventando sempre più popolari e possono essere più di cinque volte più efficienti dei forni a gas, consentendo riduzioni ancora maggiori dei gas serra.

NREL ha creato un sito online cruscotto interattivo è possibile utilizzare per determinare in che misura il passaggio alle pompe di calore ridurrà le emissioni di carbonio nella casa in ciascuno stato. Nelscheda stati, puoi filtrare in base al tuo stato, al tipo di edificio e al combustibile per riscaldamento. Ad esempio, sulla base di uno scenario di moderata decarbonizzazione della rete nello stato del Colorado, una casa unifamiliare che sostituisce un forno a gas con una pompa di calore potrebbe ridurre le emissioni di ben 6 tonnellate di anidride carbonica ogni anno.

Ricablare l'America pianificatore di elettrificazione personale utilizza informazioni più specifiche sulla tua casa ed è anche una risorsa utile, così come qualsiasi auditor energetico o società di decarbonizzazione dell'intera casa che calcola il risparmio di emissioni come parte di un audit energetico domestico.

Un ultimo punto che Wilson ha condiviso: se ogni casa americana dotata di gas, petrolio o riscaldamento a resistenza elettrica inefficiente sostituisse questi elementi con pompe di calore, le emissioni dell’intera economia statunitense si ridurrebbero dal 5% al ​​9%. Ecco quanto sono potenti le pompe di calore come strumento di decarbonizzazione.

Il Takeaway

Se c'è un messaggio qui, è che non devi aspettare che la rete elettrica nella tua zona sia alimentata al 100% da fonti rinnovabili prima di passare alle pompe di calore o alle auto elettriche. Entrambi sono molto più efficienti delle caldaie a gas, dei forni a petrolio o delle automobili convenzionali che i loro benefici nella riduzione delle emissioni di carbonio superano l’impatto delle reti più sporche. Scaldacqua a pompa di calore aumentare solo i vantaggi a disposizione dei proprietari di casa.

La voce si sta spargendo. Secondo i dati del Istituto di condizionamento, riscaldamento e refrigerazione, gli americani hanno comprato 21% entrano più pompe di calore 2023 rispetto ai forni a gas alimentati a metano. Questa è la più grande pompa di calore al piombo che si sia aperta rispetto ai forni convenzionali nel due decadi da quando il gruppo commerciale ha iniziato a tenere i registri.

Se gli Stati Uniti intendono ridurre significativamente le proprie emissioni totali di carbonio, le pompe di calore saranno una parte essenziale di questo processo.

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• Fonte: https://cleantechnica.com/2024/03/11/heat-pumps-are-still-a-good-investment-even-if-your-grid-is-powered-by-coal/