Reduzindo as emissões dos edifícios: substituindo os combustíveis de aquecimento por eletricidade

A partir de 2024, os edifícios de Nova York serão forçados a atender a certas limites de emissão. Caso contrário, será cobrada uma multa de US$ 268/ano por cada tonelada métrica de CO2 equivalente acima do limite. As emissões podem ser reduzidas melhorando a eficiência energética nos edifícios, mas a mudança para fontes de energia mais limpas também é uma estratégia viável. Por exemplo, o gás natural é uma opção mais limpa do que o óleo combustível nº 2, e a energia solar no local é mais limpa do que a eletricidade da rede.

• Todas as fontes de energia têm um preço, que pode assumir a forma de uma tarifa de serviço público ou de um custo de propriedade.
• Por exemplo, os painéis solares produzem eletricidade com entrada de energia gratuita, mas envolvem um investimento inicial e manutenção contínua.

Consultores de energia geralmente recomendam primeiro a eficiência energética e a mudança para fontes mais limpas como segundo passo. Se um edifício puder tornar-se mais eficiente primeiro, a geração no local poderá cobrir uma fração maior das suas necessidades energéticas.

Substitua as suas caldeiras a óleo por bombas de calor de alta eficiência e reduza as emissões do seu edifício.

Neste artigo, discutiremos as poupanças potenciais quando os edifícios utilizam aquecimento eléctrico eficiente em vez da combustão de combustíveis fósseis. Aquecedores de resistência elétrica não são viáveis ​​para muitos proprietários de edifícios devido ao seu custo operacional, especialmente em locais com altas tarifas de eletricidade como Nova York. No entanto, existem agora bombas de calor de alta eficiência que podem igualar o custo do aquecimento a gás.

Cálculo das emissões de edifícios de acordo com a legislação local 97

Lei Local 97 de 2019 fazia parte da Lei de Mobilização Climática, muitas vezes chamada de New Deal Verde de Nova York. A lei introduz limites de emissão de edifícios que serão aplicados a partir de 2024, e o limite específico para um edifício depende da sua classificação de ocupação e metragem quadrada. Por exemplo, um edifício de 200.000 m² classificado como Grupo Empresarial B estará sujeito a um limite de 1.692 tCO2e/ano em 2024, mas um edifício de mesmo tamanho classificado como Grupo Residencial R-2 tem um limite inferior de 1.350 tCO2e/ano.

A lei também dispõe de fatores de emissão para as diferentes fontes de energia utilizadas pelos edifícios. Por exemplo, 100.000 kBTU de óleo combustível nº 4 acrescentariam 7,53 tCO2e às emissões dos edifícios, enquanto 100.000 kBTU de gás natural acrescentariam 5,31 tCO2e. Assumindo um consumo de energia constante, a mudança do óleo combustível nº 4 para o gás natural reduziria as emissões em quase 30% neste caso.

Com um conversão para aquecimento elétrico, as emissões podem diminuir ou aumentar dependendo da tecnologia utilizada. Por exemplo, um aquecedor de resistência eléctrica que utiliza electricidade da rede produz emissões muito mais elevadas do que uma bomba de calor geotérmica com uma combinação de electricidade da rede e energia solar.

Estimando emissões de edifícios com aquecimento elétrico

Como exemplo de como o aquecimento eléctrico pode reduzir as emissões dos edifícios, estimaremos as toneladas métricas de CO2 equivalente para os seguintes equipamentos de aquecimento, assumindo uma produção de 500.000 kBTU em todos os casos. Tenha em mente que este é um cálculo muito simplificado, que tem como objetivo demonstrar como as emissões de aquecimento se comparam com diferentes tecnologias – apenas a modelação energética pode produzir resultados precisos.

• Uma caldeira a óleo (óleo combustível nº 2) com eficiência de 87%.
• Caldeira a gás natural com eficiência de 90%.
• Um aquecedor de resistência elétrica.
• Uma bomba de calor de fonte de ar com um COP de 3.
• Uma bomba de calor geotérmica com COP de 5.

A tabela a seguir calcula a entrada de energia necessária para atingir 500.000 kBTU de aquecimento em todos os cinco casos. A entrada de energia é então multiplicada pelo fator de emissões correspondente do LL87:

Os fatores de emissão correspondentes do LL97 são 0,00005311 tCO2e/kBTU para gás natural, 0,00007421 tCO2e/kBTU para óleo combustível nº 2 e 0,000288962 tCO2e/kWh para eletricidade da rede. Observe como a caldeira a óleo e o aquecedor de resistência elétrica têm aproximadamente as mesmas emissões, e o aquecimento a gás natural é cerca de 30% mais limpo que ambos. A bomba de calor aerotérmica produz cerca de 52% menos emissões do que a caldeira a gás, enquanto a bomba de calor geotérmica produz cerca de 71% menos.

• Neste exemplo, assumimos que toda a eletricidade vem da rede de Nova Iorque para os três aquecedores elétricos considerados.
• É possível alcançar emissões mais baixas se um edifício gerar eletricidade no local com tecnologias limpas, como painéis solares ou turbinas eólicas.
• Por exemplo, se a bomba de calor aérea obtiver 15.000 kWh de eletricidade solar, as emissões serão calculadas apenas para os restantes 33.847 kWh. Em vez de 14,11 tCO2e, o ASHP estaria produzindo 9,78 tCO2e.

Os sistemas de aquecimento eléctrico têm a flexibilidade de mudar da electricidade da rede para energia limpa gerada no local, enquanto as caldeiras a óleo e a gás estão limitadas aos seus respectivos combustíveis. As bombas de calor de alta eficiência podem desempenhar um papel importante na descarbonização dos edifícios de Nova Iorque, uma vez que o aquecimento ambiente é a principal despesa energética para muitas propriedades.

Conclusão

As emissões dos edifícios podem ser reduzidas através da atualização do aquecimento por combustão para o aquecimento elétrico. No entanto, isto só se aplica a bombas de calor de alta eficiência, uma vez que os aquecedores de resistência podem ser ainda mais poluentes do que as caldeiras a gás. Mesmo que um aquecedor de resistência utilize energia limpa gerada no local, o seu elevado consumo de energia ainda é uma desvantagem. Dependendo do seu design, uma bomba de calor pode consumir 2 a 6 vezes menos eletricidade do que um aquecedor de resistência equivalente e as emissões são reduzidas na mesma proporção.