Los edificios se han vuelto más eficientes energéticamente gracias a las prácticas de construcción que han surgido en las últimas décadas. Los edificios más antiguos se diseñaron con ventanas abiertas y, como resultado, los sistemas de calefacción eran sobredimensionados; por otro lado, las prácticas de construcción modernas se centran en el aislamiento y la hermeticidad para reducir las cargas de calefacción y refrigeración. Sin embargo, todavía queda un desafío fundamental que superar: los sistemas de calefacción y agua caliente dependen en gran medida de los combustibles fósiles y la eficiencia energética sólo puede reducir su huella de carbono hasta cierto punto.
Los sistemas de calefacción suelen depender de calderas y hornos alimentados por gas natural o gasóleo para calefacción. Estos representan alrededor del 60% de la huella ambiental de los edificios, según el Consejo Verde Urbano de Nueva York. Muchos edificios tienen acceso al suministro de vapor de Con Edison, pero esto no elimina el impacto ambiental: la producción de vapor también depende de combustibles fósiles y las emisiones simplemente ocurren en otros lugares.
Reduzca los costes energéticos y las emisiones de su edificio.
Cómo la electrificación puede hacer que los sistemas de calefacción sean más respetuosos con el medio ambiente
Para eliminar las emisiones de gases de efecto invernadero de los sistemas de calefacción, se requieren dos pasos:
- El primer paso es eliminar la combustión de combustible en el sitio. Esto se puede lograr reemplazando los equipos que funcionan con petróleo y gas por equipos de calefacción eléctrica. El uso de vapor de Con Edison no resuelve el problema, ya que la producción de vapor requiere mucho carbono.
- Por tanto, la red eléctrica debe reducir su huella de carbono. El cambio de calefacción basada en combustión a calefacción eléctrica solo elimina las emisiones de carbono si la electricidad proviene de plantas de energía limpias.
Una barrera considerable para la calefacción eléctrica en Nueva York es el alto precio de la electricidad, ya que muchos inquilinos pagan tarifas superiores a 20 centavos/kWh. Hay dos enfoques complementarios que pueden hacer viable la calefacción eléctrica: aumentar la eficiencia de los equipos y reducir el costo de cada kilovatio-hora.
Los calentadores de resistencia eléctrica existen desde hace décadas, pero su funcionamiento es muy caro y consumen un kWh de electricidad por cada kWh de calor. Como resultado, los calentadores de resistencia pueden aumentar drásticamente sus facturas de energía.
Las bombas de calor eléctricas son una opción mucho más eficiente, ya que proporcionan de 2 a 4 kWh de calor por cada kWh de electricidad consumido. En otras palabras, una bomba de calor puede atender la misma carga que un calentador de resistencia y al mismo tiempo reducir el consumo de energía en más del 50 %. Las bombas de calor pueden verse como aires acondicionados o refrigeradores que funcionan a la inversa:
- Los aires acondicionados y refrigeradores extraen calor de un espacio cerrado para mantenerlo a una temperatura más baja que el ambiente circundante. Lo logran mediante condensación y evaporación repetidas de un refrigerante.
- Las bombas de calor extraen calor del ambiente y lo entregan a un espacio cerrado o contenedor. También utilizan la condensación y evaporación del refrigerante, pero la dirección del flujo de calor se invierte.
De hecho, algunas bombas de calor están diseñadas para funcionamiento reversible, para ser utilizadas como acondicionadores de aire durante el verano. Con esta característica, permiten el uso del mismo tipo de equipo para tres sistemas de construcción diferentes: calefacción, aire acondicionado y agua caliente. En edificios que requieren calefacción y refrigeración simultánea de diferentes zonas, se pueden utilizar bombas de calor con un circuito de agua compartido para intercambiar calor entre estancias.
El desafío de actualizar una bomba de calor puede variar según el sistema de distribución que se utiliza actualmente en un edificio. Los sistemas con conductos de aire o tuberías hidrónicas son más sencillos de actualizar, ya que las bombas de calor también pueden utilizar aire o agua para distribuir el calor. Sin embargo, los sistemas basados en vapor no se pueden adaptar para utilizar bombas de calor y se debe cambiar toda la instalación.
Adaptación de los sistemas energéticos a los edificios electrificados
Como se mencionó anteriormente, hay pocos beneficios en hacer que todos los sistemas de los edificios sean eléctricos si la producción continúa dependiendo del carbón, el gas natural o el diésel. La calefacción verde sólo se consigue si la fuente de energía no produce emisiones, y algunas opciones son la hidroelectricidad, los paneles solares fotovoltaicos y las turbinas eólicas.
Los paneles solares y las turbinas eólicas han sido criticados por su producción energética variable, pero esto se puede resolver combinándolos con el almacenamiento de energía, que últimamente se ha vuelto más asequible. Consideremos el caso de Australia: muchas grandes empresas están optando por una combinación de energías renovables y almacenamiento, ya que proporciona un coste de electricidad más bajo que la red local, dominada por el carbón y el gas.
Las redes eléctricas modernas tienden a experimentar su mayor demanda anual en los calurosos días de verano, ya que los equipos de aire acondicionado son principalmente eléctricos, mientras que los equipos de calefacción se basan principalmente en combustión. Este comportamiento probablemente se revertirá con la electrificación de los edificios y los picos de demanda se producirán en las frías noches de invierno.
La estructura de la red eléctrica también podría sufrir una transformación, desde la generación centralizada en centrales eléctricas, a la generación distribuida a través de sistemas renovables más pequeños y almacenamiento de energía. Los sistemas de energía distribuida pueden reducir el costo operativo de las redes eléctricas al reducir los costos de transmisión y distribución al acercar la generación y el consumo.
