Тепловые насосы сокращают выбросы, даже если они питаются от грязной сети

Эта история была первоначально опубликована Канарские СМИ.

Вы можете рассматривать тепловые насосы как заманчивое климатическое решение (они есть) и тот, который вы могли бы взять на себя (у многих есть). Но, возможно, вы откладывали его приобретение, задаваясь вопросом, насколько они действительно имеют значение, если электричество, которое вы используете для их питания, поставляет грязная сеть, то есть сеть, электроэнергия которой генерируется, по крайней мере частично, ископаемого газа, угля или нефти.

Это, безусловно, относится к большинству домохозяйств в США. улучшение, оно еще далеко не чистое. В 2023 году возобновляемые источники энергии обеспечили лишь 21 процент производства электроэнергии в США, а доля безуглеродной ядерной энергии составила 19 процентов. Другой 60 процентов энергии было получено за счет сжигания ископаемого топлива.

Так действительно ли электрические тепловые насосы снижают выбросы, если они работают от грязной электросети?

Ответ – решительное да. Даже на диете с высоким содержанием углерода тепловые насосы ежегодно устраняют тонны выбросов по сравнению с другими системами отопления.

последнее исследование Чтобы донести эту мысль до конца, было опубликовано в Джоуль в прошлом месяце Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии. Команда смоделировала весь жилищный фонд США и обнаружила, что в течение ожидаемого срока службы устройства, составляющего 16 лет, переход на обогреватель с тепловым насосом/переменный ток сокращает выбросы в каждом из 48 смежных штатов.

Фактически, тепловые насосы сокращают выбросы углекислого газа, даже если процесс очистки энергосистемы США идет медленнее, чем ожидают эксперты. Команда NREL использовала шесть различных сценариев будущего для сети: от агрессивного декарбонизация (95 процентов безуглеродной электроэнергии к 2035 году) до вялого (только 50 процентов безуглеродной электроэнергии к 2035 году, в случае, если возобновляемые источники энергии окажутся дороже, чем их текущие прогнозы). Они обнаружили, что в зависимости от сценария и уровня эффективности тепловые насосы снижают ежегодные выбросы энергии в домашних хозяйствах в среднем на 36–64 процента — или на 2,5–4,4 метрических тонны CO.₂ эквивалент в год на единицу жилья.

Это ошеломляющее количество выбросов. Для контекста: предотвращение выбросов 2,5 метрических тонн CO₂ выбросы эквивалентно не сжигая 2800 фунтов угля. Или не водить машину по пол года. Или переключение на веганскую диету на 14 месяцев. А на верхнем пределе диапазона исследования — 4,4 метрических тонны CO.₂ почти эквивалентен выбросам от полета туда и обратно из Нью-Йорка в Токио (4,6 метрических тонны).

Эрик Уилсон, старший инженер-исследователь NREL и ведущий автор исследования, сказал мне: «Я часто слышу, как люди говорят: «О, вам следует подождать с установкой теплового насоса, потому что сеть все еще грязная». ошибочная логика. «Лучше перейти сейчас, чем позже, и не запирать еще 20 лет газовую печь или котел».

Согласно исследованию, экономия выбросов, как правило, выше в штатах с более холодными зимами и обогревателями, работающими на мазуте, таких как Мэн. (Мэн, кажется, на шаг впереди исследователей: тепловые насосы оказались там настолько популярны, что штат уже не преодолела свою цель по внедрению тепловых насосов на два года раньше срока.)

Таким образом, грязная сеть не отменяет климатических преимуществ теплового насоса. Но тепловые насосы могут генерировать выбросы точно так же, как и стандартные кондиционеры: за счет утечки хладагента — химических веществ, которые позволяют этим приборам перемещаться вокруг тепла. Хотя это происходит поэтапное сокращениестандартный хладагент R-410A для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха 2088 раз более мощный парниковый газ, чем CO₂поэтому даже небольшие утечки имеют огромные последствия.

Дополнительные выбросы из-за утечек хладагента в тепловых насосах практически не влияют на ситуацию, однако, учитывая, что тепловые насосы избегают выбросов, обнаружила команда NREL. Типичные скорости утечек R-410A увеличивают выбросы в среднем всего на 0,07 метрических тонн CO.₂ эквивалента в год, сокращая общую экономию в 2,5 метрических тонны всего на 3 процента, сказал Уилсон.

А анализ 2023 года Из исследовательского центра по климату RMI также подтверждает добросовестность климатических тепловых насосов. В 48 континентальных штатах компания RMI обнаружила, что замена газовой печи эффективным тепловым насосом позволяет сократить выбросы не только в целом на протяжении всего срока службы устройства, но и в первый год его установки. По оценкам RMI, предотвращенные выбросы в первый год составили от 13 до 72 процентов по отношению к выбросам газовых печей, в зависимости от штата. (Canary Media является независимым филиалом RMI.)

Исследования RMI и NREL были сосредоточены на воздушных тепловых насосах, которые в холодную погоду извлекают тепло из наружного воздуха и могут быть в три-четыре раза эффективнее газовых печей. Но, по данным RMI, геотермальные тепловые насосы могут быть более чем в пять раз более эффективными по сравнению с газовыми печами и, таким образом, обеспечить еще большее сокращение выбросов парниковых газов.

Насколько может снизиться переход на тепловой насос твой выбросы углекислого газа в доме? Для оценки высокого уровня NREL опубликовала интерактивная панель управления. На вкладке «штаты» вы можете отфильтровать информацию по своему штату, типу здания и топливу для отопления. Например, согласно сценарию умеренной декарбонизации сети в моем штате Колорадо, дом на одну семью, в котором газовая печь заменена тепловым насосом, может сократить выбросы на колоссальные 6 метрических тонн CO.₂.

Вы также можете получить оценку на сайте Rewiring America. персональный планировщик электрификациив котором используется более конкретная информация о вашем доме, или обратитесь к энергоаудитору или компания по декарбонизации всего дома если они смогут рассчитать экономию выбросов в рамках энергоаудит дома.

И последний вывод, которым поделился Уилсон: если бы каждый американский дом, где есть газ, нефть или неэффективное электрическое отопление, заменил бы его прямо сейчас на отопление с помощью теплового насоса, выбросы всей экономики США сократились бы на 5–9 процентов. Вот насколько мощным инструментом декарбонизации являются тепловые насосы.

---