A cidade de Nova Iorque tem algumas das mais ambiciosas metas de energia renovável e redução de emissões dos EUA. A cidade pretende reduzir as suas emissões em 80% antes do ano 2050, em relação aos níveis medidos em 2005. Esta redução equivale a 43 milhões de toneladas métricas de gases com efeito de estufa por ano, e o potencial de redução de emissões só nos edifícios é estimado em serão 25 milhões de toneladas métricas de GEE, o que representa quase 60% da meta para 2050.
De acordo com o Urban Green Council, o aquecimento é de longe a maior despesa energética nos edifícios da cidade de Nova Iorque, onde o aquecimento ambiente representa 27% das despesas energéticas e o aquecimento de água representa 10%. A fonte de energia dominante para aquecimento é o gás natural, responsável por cerca de 50% do aquecimento ambiente e mais de 60% do aquecimento de água. Portanto, a mudança do aquecimento a gás para o aquecimento eléctrico pode contribuir significativamente para as metas de redução de emissões em Nova Iorque.
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No entanto, há um desafio importante a superar: as residências e empresas de Nova York usam gás natural para aquecimento porque geralmente é a opção de menor custo. Embora a electricidade proveniente de fontes renováveis possa fornecer aquecimento ecológico, o estado de Nova Iorque tem algumas das taxas de electricidade mais elevadas do país: o sector residencial paga 18,5 cêntimos/kWh em média, enquanto o sector comercial paga 14,5 cêntimos/kWh. Para tornar viável a transição para o aquecimento eléctrico, a desvantagem dos custos deve ser ultrapassada.
Tornando o aquecimento elétrico acessível
Em 2017, o preço médio do gás natural no estado de Nova Iorque era ligeiramente inferior a 14 dólares por milhão de BTU, de acordo com o Departamento de Energia dos EUA. Suponha que seja necessário 1 milhão de BTUs de aquecimento de água e as duas opções sejam um aquecedor a gás sem tanque com fator de energia de 0,80 e um aquecedor de armazenamento com EF de 0,67. Os custos de energia seriam os seguintes:
- Custo de energia (aquecedor sem tanque) = (1 MMBtu / 0,80) x $ 14 / MMBtu = $ 17,50
- Custo de energia (aquecedor de armazenamento) = (1 MMBtu / 0,67) x $ 14 / MMBtu = $ 20,90
Ambas as opções têm um custo operacional muito menor do que um aquecedor de resistência elétrica convencional. Mesmo assumindo um EF elevado de 0,95, o custo energético do aquecimento eléctrico é significativamente mais elevado:
- 1 MMBtu = 293,07 kWh
- Custo de energia (aquecedor de resistência sem tanque) = (293,07 kWh / 0,95) x $ 0,185/kWh = $ 57,07
O aquecimento por resistência elétrica é cerca de três vezes mais caro do que o aquecimento a gás em Nova York, por isso não deve ser surpresa que muitos proprietários e empresas tenham decidido usar gás. No entanto, existem duas abordagens principais que tornam o aquecimento eléctrico competitivo em termos de custos:
- Aumentar a eficiência do aquecimento para reduzir o consumo de eletricidade e compensar o seu elevado preço.
- Diminuindo o custo da própria eletricidade.
Também é possível reduzir as necessidades de aquecimento melhorando a envolvente do edifício e minimizando a utilização de água quente. No entanto, estas abordagens são benéficas para a eficiência do aquecimento em geral, independentemente de o sistema utilizar gás ou eletricidade.
Opção 1: Aumentar a eficiência do aquecimento elétrico
A principal desvantagem do aquecimento baseado em resistência é que uma unidade de eletricidade deve ser consumida para cada unidade de calor fornecida e, então, parte do calor é perdida antes de chegar ao ponto de utilização. No entanto, as bombas de calor utilizam um ciclo de refrigeração inverso para fornecer uma potência de aquecimento superior ao consumo de eletricidade.
As bombas de calor aerotérmicas com a etiqueta ENERGY STAR têm um coeficiente de desempenho (COP) de 2,5 ou mais: fornecem 2,5 kWh de calor por kWh de eletricidade consumida. As bombas de calor geotérmicas são ainda mais eficientes e alguns modelos têm um COP superior a 4. Com um COP de 2,5, uma bomba de calor consome 60% menos eletricidade do que um aquecedor de resistência da mesma capacidade e a poupança aumenta para 75% com um COP de 4.
Suponha que seja utilizada uma bomba de calor com um fator de energia 3 em vez do aquecedor de resistência do exemplo, para obter uma redução significativa nos custos de energia:
- Custo de energia (bomba de calor) = (293,07 kWh / 3) x US$ 0,185/kWh = US$ 18,07
A procura de aquecimento e o preço da electricidade permaneceram os mesmos, mas os custos de funcionamento são agora muito mais baixos porque a electricidade está a ser consumida de forma mais eficiente.
Na cidade de Nova Iorque, o programa de incentivo à eficiência energética da Con Edison torna as bombas de calor mais acessíveis ao oferecer descontos. É altamente recomendável verificar os requisitos do programa antes de comprar uma bomba de calor para garantir que ela se qualifique para o desconto.
- Os proprietários têm direito a um desconto de $ 500 na compra de uma bomba de calor elétrica.
- No setor comercial, as bombas de calor são elegíveis para descontos que variam de US$ 50 a US$ 125 por tonelada. A taxa de incentivo varia consoante as especificações da bomba de calor.
Opção 2: Diminuir o Custo da Eletricidade
Os proprietários individuais e as empresas não têm controlo sobre as tarifas de electricidade cobradas pelas empresas de serviços públicos, mas existem duas formas de aceder à electricidade a um custo mais baixo: aproveitando os preços da electricidade no horário do dia e gerando energia no local. É importante notar que, embora a geração possa ser baseada em fontes renováveis ou combustíveis fósseis, a segunda opção vai contra o propósito de substituir o aquecimento a gás pelo aquecimento eléctrico.
As empresas de serviços públicos normalmente utilizam tarifas horárias, onde o custo da eletricidade é ajustado de acordo com a demanda da rede elétrica. Como operar uma rede altamente carregada é mais caro para a concessionária, é cobrada uma tarifa mais alta durante esse horário. O oposto também se aplica: em horários de baixa procura, os serviços públicos podem contar com as suas centrais eléctricas mais baratas e as perdas na rede também são mínimas. Uma forma simples de aceder à electricidade de baixo custo para aquecimento é utilizar mais energia quando as tarifas dos serviços públicos são baixas. A água quente pode ser armazenada em um tanque isolado e depois usada diretamente ou para aquecimento hidrônico de ambientes.
A autogeração também é uma abordagem válida, desde que a energia possa ser produzida no local a um custo inferior ao preço de retalho da electricidade. Um Contrato de Compra de Energia pode ser uma opção atraente para proprietários de residências e empresas que desejam evitar o custo inicial de um sistema de geração renovável; num PPA, o sistema pertence e é mantido por uma empresa especializada, e o cliente concorda em comprar toda a eletricidade gerada a um preço inferior ao preço de varejo da eletricidade.
Somente com sua eficiência, as bombas de calor de alto desempenho podem igualar o custo operacional dos aquecedores a gás. Se complementados com aquecimento fora dos horários de pico ou geração de energia no local, podem tornar-se uma opção de baixo custo que também elimina as emissões associadas à combustão de gás natural.
Observações Finais
O aquecimento é a principal despesa energética nos edifícios da cidade de Nova Iorque e o gás natural é a principal fonte de energia para aplicações de aquecimento. Embora as suas emissões sejam inferiores às do carvão e do petróleo, é, no entanto, um combustível fóssil, e Nova Iorque tem algumas metas ambiciosas em termos de energia renovável e redução de emissões. O aquecimento eléctrico convencional tem sido muito mais caro do que o aquecimento a gás, mas isto está a mudar graças às bombas de calor eléctricas de alto desempenho, à energia renovável distribuída e às tecnologias de gestão do lado da procura, como o armazenamento inteligente de energia.
