Diagrama que muestra tipos y aplicaciones de bombas de calor. Fuente: AIE (2024)
El informe añade que dos sectores que consumen mucha energía pueden ser adecuados para el uso de bombas de calor: el sector de la celulosa y el papel, donde alrededor del 55 por ciento de la demanda de calor actual puede satisfacerse mediante bombas de calor industriales, y el sector químico, donde alrededor del 18 por ciento Por ciento de la demanda se puede satisfacer.
Es poco probable que las bombas de calor satisfagan la demanda de otros sectores que consumen mucha energía, ya que “sólo hay unos pocos prototipos en fase inicial para temperaturas superiores a 200°C, y no todos están preparados para el mercado de masas”.
Incluso con STEPS, el stock de bombas de calor en edificios en China se duplicará a más de 1.100 GW para 2050 y contribuirá a una reducción de más del 25% en las emisiones de los edificios, al igual que las opciones para cambiar combustibles como el carbón por gas.
Para la industria ligera, la reducción de las emisiones de CO2 de las bombas de calor según las medidas STEP “sigue siendo limitada” porque las bombas de calor pueden “arrancarse lentamente” según las políticas actuales. En general, las emisiones relacionadas con el calor se reducirán sólo un 15 por ciento para 2050.
Es importante destacar que las políticas necesarias para lograr los objetivos climáticos en China y el resto del mundo han “movilizado” algunas áreas dentro de la APS, según el informe. Industrias como la minería y la manufactura deben expandirse y aumentar la producción de tecnología de energía limpia para satisfacer la demanda nacional y global.
Si bien esta actividad industrial adicional aumentará la demanda de calor de China en un 5 por ciento en comparación con STEPS, las emisiones asociadas serán más que compensadas por los ahorros posibles gracias al despliegue más amplio de tecnologías limpias de electricidad y calefacción.
Además, la instalación de bombas de calor permitirá reducir la intensidad energética del suministro de calor hasta 2050, es decir, la demanda de energía por unidad de calor en comparación con la actual, según el informe.
La combinación entre el mayor uso de bombas de calor y la descarbonización del sistema eléctrico podría provocar emisiones indirectas de la generación de electricidad. Reducir el calor en más de un 40 por ciento para 2030. renovable y nuclear La energía se conecta, añade. Para 2050, la participación de la electricidad en la producción de calor puede superar el 75 por ciento.
Por ejemplo, la AIE afirma que el sector de la celulosa y el papel podría “eliminar casi por completo” el uso de carbón para 2050 si se cumplen los objetivos climáticos de China. El sector ya ha reducido la proporción del carbón en sus necesidades energéticas del 43 por ciento en 2010 al 10 por ciento en 2022, a medida que la electrificación y carbón a gas turnos.
Según la APS, el uso directo de carbón para calentar espacios y agua en China disminuirá en un 75 por ciento para 2030 y “se detendrá casi por completo” para 2040, y las bombas de calor se convertirán en la principal tecnología de calefacción en áreas urbanas y rurales para 2050. . .
Sin embargo, en este escenario, se requiere una inversión significativa para implementar suficientes bombas de calor para satisfacer la demanda.
¿Qué tan efectivas son las bombas de calor como solución china?
Con más de 250 GW de capacidad instalada de bombas de calor en edificios en 2023, China representará más del 25 por ciento de las ventas mundiales de bombas de calor y fue el único mercado importante que aumentó las ventas de bombas de calor en 2023, según el informe. En 2022, el 8 por ciento de todas las ventas de equipos de calefacción para edificios en China serán bombas de calor.
Son “ya la norma” para la calefacción y refrigeración de edificios en algunas regiones del centro y sur de China que no se benefician de la calefacción centralizada. El informe añade que las zonas rurales ahora están experimentando un mayor crecimiento en bombas de calor, gracias al apoyo político para alentar a las zonas rurales a limitar el consumo de carbón.
Lo mismo se aplica a la calefacción central, donde los operadores de red instalan cada vez más bombas de calor. Mientras que la mayoría “fuente de aireAunque funcionan a temperaturas relativamente bajas, algunas redes utilizan bombas de calor a gran escala que reciclan el calor residual de las acerías, los procesos de tratamiento de aguas residuales y las plantas químicas alimentadas con carbón.
Según el informe, “ofrecen una de las opciones más efectivas para la descarbonización térmica en redes de calefacción central, edificios e industria”.
En términos de emisiones directas e indirectas, las emisiones anuales de carbono de las bombas de calor actualmente instaladas en China son más de un 30 por ciento más bajas que las de las calderas de gas. El cambio de calderas de combustibles fósiles a bombas de calor, según el informe, “reducirá la factura de CO2 prácticamente en todos los lugares donde estén instaladas”.
A pesar de alto Según la AIE, al reducir los costos iniciales de instalación, las bombas de calor también ayudan a los usuarios a ahorrar dinero durante su vida útil.
La siguiente imagen muestra las diferentes zonas climáticas de China. Las bombas de calor aire-aire son menos costosas que las calderas de gas y los calentadores eléctricos en algunos climas fríos y también en áreas con veranos calurosos e inviernos fríos.
Mapa de las zonas climáticas de China, grados día de calor y distribución de ciudades chinas seleccionadas con una población de más de 1 millón. Los símbolos utilizados y la presentación del material en los mapas de este artículo no implican la expresión de ninguna opinión por parte de Carbon Brief con respecto al estatus legal de cualquier país, territorio, ciudad o región o sus autoridades, o con respecto a la determinación de sus fronteras. o límites. Fuente: AIE (2024)
Las bombas de calor aire-agua ahorran dinero en comparación con los calentadores eléctricos, aunque son más baratas que las calderas de gas en áreas con precios de electricidad competitivos en comparación con el gas.
El uso de bombas de calor en industrias que consumen mucha energía es menos viable, ya que se están desarrollando tecnologías existentes para generar temperaturas superiores a 200 °C.
Sin embargo, para la industria ligera, las bombas de calor industriales son “significativamente más baratas” que las calderas de gas y eléctricas y, debido a su alta eficiencia, casi compiten con las calderas de carbón durante su vida útil, según el informe.
Sin embargo, debido a los altos costos de instalación y la falta de conciencia pública sobre la eficiencia de las bombas de calor, la extracción no está muy extendida.
Delmastro y Martinez-Gordon le dicen brevemente a Carbone:
“Tecnologías alternativas en algunos procesos [to heat pumps] puede ser rentable y más apropiado y, dependiendo de las decisiones políticas, se pueden fomentar diferentes niveles de implementación de bombas de calor. Sin embargo, para lograr el objetivo de neutralidad de carbono de China, estimamos que las bombas de calor necesitarán suministrar al menos el 20 por ciento de las necesidades de calor de la industria ligera para 2050”.
El informe añade que las bombas de calor de última generación (tecnología de bombas de calor que acaba de ser lanzada o está a punto de ser lanzada) están bien posicionadas para satisfacer las necesidades de consumo de calor de los sectores de la construcción y la industria ligera y, en teoría, podrían suministrar alrededor de 40 por ciento de la demanda.
Además, China actualmente consume recursos caloríficos que son desviados por bombas de calor. Según el informe, en 2021 generó 45EJ de recursos de calor residual, aproximadamente el equivalente a las necesidades de calefacción combinadas de los edificios y la industria, a partir de fuentes como plantas de energía nuclear, otras plantas de energía, actividad industrial, centros de datos y aguas residuales.
¿Qué políticas pueden apoyar la adopción de bombas de calor?
Las bombas de calor se han incluido en la política nacional energética y climática de China como un aspecto “incremental” del suministro de energía. Por ejemplo, a El decimocuarto plan quinquenal para el sistema energético moderno (2021-2025) pide que se amplíe el suministro de calor limpio a los usuarios finales como parte de su campaña de electrificación.
Sin embargo, Delmastro y Martínez Gordon explican que las recomendaciones políticas más específicas y viables del informe de la AIE “deberían [fall] bajo el paraguas de un claro plan de acción nacional para la descarbonización, que actualmente no existe en China”.
Esto permite a China establecer la cantidad objetivos para el uso de bombas de calor, lo que proporciona una señal clara a los mercados y fomenta una gran inversión en I+D, producción y expansión.
Capacidad de producción en 2022 (rojo) y demanda bajo APS en 2025 (azul claro) y 2030 (azul oscuro) para calefacción aire-aire y bombas de calor aire-agua en edificios. Fuente: AIE (2024)
Mientras tanto, el informe sugiere requisitos de desempeño más estrictos para los edificios nuevos, estándares de eficiencia energética más estrictos, la incorporación de requisitos de instalación de bombas de calor en los códigos de construcción y la ampliación del alcance de esquema de comercio de residuos (ETS) para incluir a la industria pueden impulsar la adopción de bombas de calor.
Los préstamos, los créditos fiscales y otros mecanismos de apoyo financiero pueden ayudar a reducir la renuencia de los consumidores a pagar los costos iniciales de instalación, agrega el informe.
La ciudad norteña de Tianjin propuesto subvenciones de 25.000 yuanes (3.700 dólares estadounidenses) para comprar una bomba de calor de fuente de aire, pero esto no es una práctica común, especialmente en las zonas urbanas.
El informe afirma que aumentar la conciencia sobre los beneficios de las bombas de calor industriales y reducir los costos de energía para la industria puede acelerar el ritmo de adopción en la industria ligera.
Los incentivos para fijar el precio de la energía ya han hecho que las zonas residenciales rurales pasen del uso de carbón al gas para calefacción. Incentivos similares para la electricidad en las zonas rurales de Beijing, así como subsidios para la instalación de bombas de calor, significan que las bombas de calor son ahora la opción más barata para calentar los hogares en esa zona, según estimaciones de la AIE.
Extender la política a todo el país podría “aumentar la competitividad de las bombas de calor en áreas donde la electricidad es actualmente mucho más cara que el gas”, según el informe.
Otras medidas que pueden hacer que las bombas de calor sean más atractivas para los consumidores combinar bombas de calor con paneles solares o soluciones de calefacción solar, así como adaptar el sistema energético para garantizar la tarificación de los niveles de electricidad. tiempo de uso Medidas del mercado eléctrico.
Por último, una mayor recuperación de los recursos energéticos residuales, junto con almacenamiento de energía térmica Las tecnologías pueden “optimizar el suministro de calor convirtiendo el exceso de electricidad… en calor y almacenándolo para usarlo como calefacción durante el invierno”, dice el informe.
“Por ejemplo, en el norte de Hebei”, añade, “el calor procedente de bombas de calor procedentes de energías renovables y el calor residual podrían representar el 80 por ciento del suministro de calor invernal del distrito en 2050”.
Esta historia se publica con permiso. carbono corto.
