Tres preguntas que los residentes de Wisconsin están haciendo sobre las bombas de calor

La Comisión de Servicios Públicos de Wisconsin, que regula los servicios públicos en el estado, está decidiendo qué papel jugará el programa estatal de eficiencia energética y energías renovables, Focus On Energy, en el desarrollo del mercado local de bombas de calor. Las bombas de calor son una solución eficiente y alineada con el clima para calentar y enfriar espacios que puede funcionar bien en el clima frío de Wisconsin. Al reemplazar los hornos de combustible fósil, las bombas de calor también pueden ayudar a mitigar los costos futuros de infraestructura de gas y mejorar la calidad del aire interior y exterior que afecta directamente la salud.

Con el 80 por ciento de los hogares de Wisconsin todavía quemando combustibles fósiles para calefacción, los residentes de Wisconsin tienen preguntas sobre las bombas de calor. En este artículo, brindamos respuestas a las tres preguntas principales que escuchamos de los tomadores de decisiones de Wisconsin sobre la tecnología. Abordar estas preguntas importantes ahora asegurará que Wisconsin tome la decisión correcta para garantizar un sector de edificios asequible, alineado con el clima y resistente.

Consulte este recurso de bomba de calor 101 para obtener una introducción a la tecnología.

Sí, las bombas de calor instaladas hoy en Wisconsin producen menos emisiones de por vida que un horno de gas o propano.

Las bombas de calor son intrínsecamente más eficientes que los hornos de combustible fósil o la tecnología tradicional de calentamiento por resistencia eléctrica porque mueven el calor en lugar de generarlo. Nuestro análisis encuentra que una bomba de calor fácilmente disponible que cumpla con la eficiencia mínima de Energy Star producirá aproximadamente un 30 por ciento menos de emisiones de por vida que un horno de gas, suponiendo que Wisconsin sea 95 por ciento neutral en carbono para 2050. Esta suposición es más conservadora que los compromisos actuales de las empresas de servicios públicos para ser 100 por ciento neutral en carbono para 2050. Una bomba de calor de mayor rendimiento ve un aumento de los ahorros de por vida a alrededor del 50 por ciento. La tecnología de bomba de calor de alto rendimiento ha mejorado drásticamente en la última década, lo que ha dado lugar a un mejor rendimiento a temperaturas mucho más bajas de lo que era posible anteriormente. Este desempeño mejorado, combinado con la creciente participación de energías renovables en la red, hace que las bombas de calor sean una solución climática efectiva en Wisconsin.

Nota: Usando valores estándar de emisiones de gas y propano, las emisiones promedio de por vida se estiman con un horno de propano AFUE del 90 por ciento y un horno de gas AFUE del 95 por ciento. Las emisiones de la bomba de calor se estiman utilizando el escenario estándar 95x50 de NREL para la red eléctrica de Wisconsin y un coeficiente de rendimiento de temporada de calefacción (COPh) ponderado basado en el clima de Wisconsin de 3,00 y 3,97 para Energy Star y bomba de calor de alto rendimiento, respectivamente. Fuente: RMI

Sí, las bombas de calor ya tienen un costo competitivo para casos de uso clave en Wisconsin.

Con la moratoria anual de cierre de servicios públicos de invierno que finaliza en abril, los residentes de Wisconsin ahora enfrentan serias preocupaciones sobre cómo pagar sus facturas de servicios públicos. Estas preocupaciones se ven agravadas por los recientes aumentos en los precios del gas natural, que las empresas de servicios públicos de Wisconsin han advertido que conducirán a aumentos en las facturas de servicios públicos. Dado que las bombas de calor son altamente eficientes y aprovechan precios de electricidad más estables, la investigación de la Comisión de Servicios Públicos de Wisconsin (PSC) ha identificado que las bombas de calor ya pueden reducir los costos para los residentes en situaciones clave.

1. Obra nueva:La construcción de casas nuevas totalmente eléctricas es más barata desde el principio que la construcción de casas de combustible mixto porque los desarrolladores evitan los costos de infraestructura de gas en la propiedad, que pueden estar en la escala de $ 5,000 para una casa unifamiliar.

2. Adaptaciones de propano, resistencia eléctrica y gas:Según el informe de la bomba de calor de PSC, 300,000 hogares de Wisconsin que usan combustibles entregados, como propano o resistencia eléctrica para calefacción, podrían ahorrar dinero al cambiar a bombas de calor.

Las bombas de calor tienen una ventaja económica en estas dos situaciones porque son tecnologías altamente eficientes que pueden aprovechar los precios estables de la electricidad. La ventaja de eficiencia de las bombas de calor sobre el calor de resistencia eléctrica genera ahorros en las facturas de servicios públicos domésticos de hasta $700 por año. En comparación con los hornos de gas y propano, las bombas de calor son casi tres veces más eficientes. Debido a esas ganancias de eficiencia y los altos costos del combustible de propano, los hogares que cambian de propano a una bomba de calor pueden ver ahorros de más de $500 por año.

Si bien los bajos precios han hecho del gas una opción de menor costo para los clientes durante años, los fuertes aumentos en los precios del gas en los últimos meses han hecho que el gas sea menos atractivo económicamente. Por ejemplo, los clientes de una de las compañías de gas estatales más grandes, Wisconsin Gas, pagaron un 24 % más por la gasolina durante mayo de 2022 que en octubre de 2021. Los precios de la gasolina han tenido una tendencia al alza durante años, y los clientes de Wisconsin Gas pagaron un 34 % más en el invierno de 2021. 22 que el invierno 2018-19.

3. Reemplazos de aire acondicionado y horno de gas: A medida que los efectos del cambio climático aumentan las temperaturas del verano, más personas necesitarán un aire acondicionado confiable. A diferencia de los hornos de combustible fósil, las bombas de calor pueden funcionar como un calentador de espacio y una unidad de aire acondicionado. La investigación de bombas de calor encargada por PSC encontró que las bombas de calor pueden costar una cuarta parte de lo que cuesta comprar hornos y unidades de aire acondicionado por separado.

La adopción de bombas de calor a corto plazo puede reducir la inversión en infraestructura de gas sin afectar las necesidades de capacidad de generación de electricidad.

En noviembre de 2021, el PSC de Wisconsin aprobó un sitio de almacenamiento de gas de $370 millones. Este costoso proyecto tiene la capacidad de atender a aproximadamente 14.000 hogares por año. Estos costosos costos de infraestructura de gas pueden mitigarse en el futuro si Wisconsin invierte en cambio en bombas de calor eléctricas. El PSC podría haber evitado más inversiones en combustibles fósiles y hacerlo de manera más asequible si hubiera incentivado 20,000 bombas de calor a través del programa estatal de eficiencia y energías renovables, Focus on Energy (aproximadamente la cantidad de hornos de gas que incentiva anualmente).

Sin embargo, a medida que Wisconsin depende menos del gas, es importante considerar el impacto de esta nueva tecnología en el sistema eléctrico. La demanda de electricidad de Wisconsin alcanza su punto máximo en el verano, lo que significa que hay margen para agregar bombas de calor a la red sin exacerbar la demanda máxima del sistema de invierno. Nuestro modelo encuentra que incluso si Focus incentiva 800,000 bombas de calor con respaldo de resistencia eléctrica (10 veces más bombas de calor que hornos en los últimos cuatro años), el estado aún podrá satisfacer su demanda de electricidad con las plantas de energía actualmente en funcionamiento , incluso en los días más fríos. Dependiendo de la eficiencia de la bomba de calor, la capacidad de generación de invierno en el estado aún superaría la demanda máxima entre 1400 y 4300 MW en el día más frío.

Como se ilustra en el escenario de caso extremo de la figura a continuación, los impactos en la red pueden mitigarse aún más mediante el despliegue de bombas de calor de mayor eficiencia. Si lo hace, puede generar beneficios tanto en los meses de invierno como de verano, ya que estas tecnologías brindan un enfriamiento de alta eficiencia en los días de verano al tiempo que reducen la demanda máxima.

Nota: La capacidad de invierno se estima utilizando los datos 860 de EIA y los factores de capacidad de invierno de las plantas de Wisconsin. La carga promedio y extrema de Wisconsin se calcula a partir de los datos de la zona de recursos locales de MISO y se suma con los datos de carga por hora de la bomba de calor (HP) (HP certificado por Energy Star: SEER 16, 10 HSPF y compresor de dos etapas; HP de alto rendimiento: SEER 22, 10 HSPF y compresor de velocidad variable) funcionando en la Zona Climática 6. El invierno se define como de octubre a mayo. Fuente: RMI

Estos resultados demuestran claramente que incluso los programas de bombas de calor que se expanden drásticamente no afectarán los picos de invierno de Wisconsin y pueden mitigar las necesidades futuras de infraestructura de gas y las limitaciones de capacidad de verano a corto plazo. A medida que Wisconsin continúa explorando la electrificación, la respuesta a la demanda y las medidas de eficiencia energética pueden reducir aún más los impactos en la red.

En Wisconsin, las bombas de calor reducen las emisiones durante la vida útil del electrodoméstico, reducen los costos del consumidor en situaciones clave y tendrán un impacto mínimo a corto plazo en la red eléctrica. Con Wisconsin dando prioridad a las bombas de calor, Focus on Energy puede ser una herramienta para acelerar el mercado de las bombas de calor, asegurando que todos los habitantes de Wisconsin tengan acceso a calefacción de espacios limpia y asequible.

Nota: este artículo se actualizó el 23 de junio de 2022. Agregamos una segunda bomba de calor al análisis de impacto en la red para ilustrar mejor los impactos de una bomba de calor más eficiente. El gráfico que representa los impactos en la red eléctrica también se actualizó para incluir los impactos del calentamiento de respaldo de resistencia eléctrica en los días de frío extremo.