¿Puede la calefacción eléctrica tener un costo menor que la calefacción a gas?

La ciudad de Nueva York tiene algunos de los objetivos de reducción de emisiones y energía renovable más ambiciosos de EE. UU. La ciudad tiene como objetivo reducir sus emisiones en un 80% antes del año 2050, con respecto a los niveles medidos en 2005. Esta reducción equivale a 43 millones de toneladas métricas de gases de efecto invernadero por año, y el potencial de reducción de emisiones solo en edificios se estima en Ser 25 millones de toneladas métricas de GEI, lo que representa casi el 60% de la meta 2050.

Según el Urban Green Council, la calefacción es, con mucho, el mayor gasto de energía en los edificios de la ciudad de Nueva York, donde la calefacción de espacios representa el 27% de los gastos de energía y el calentamiento de agua representa el 10%. La fuente de energía dominante para la calefacción es el gas natural, que representa alrededor del 50% de la calefacción de espacios y más del 60% del calentamiento del agua. Por lo tanto, cambiar la calefacción de gas a la eléctrica puede contribuir significativamente a los objetivos de reducción de emisiones en Nueva York.


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Sin embargo, hay un desafío clave que superar: los hogares y las empresas de la ciudad de Nueva York usan gas natural para la calefacción porque generalmente es la opción de menor costo. Aunque la electricidad procedente de fuentes renovables puede proporcionar calefacción respetuosa con el medio ambiente, el estado de Nueva York tiene algunas de las tarifas eléctricas más altas del país: el sector residencial paga 18,5 centavos / kWh en promedio, mientras que el sector comercial paga 14,5 centavos / kWh. Para que la transición a la calefacción eléctrica sea factible, se debe superar la desventaja de los costos.

Hacer que la calefacción eléctrica sea asequible

A partir de 2017, el precio promedio del gas natural en el estado de Nueva York es un poco menos de $ 14 por millón de BTU, según el Departamento de Energía de EE. UU. Suponga que se necesitan 1 millón de BTU de calentamiento de agua y las dos opciones son un calentador de gas sin tanque con un factor de energía de 0,80 y un calentador de almacenamiento con un EF de 0,67. Los costes energéticos serían los siguientes:

  • Costo de energía (calentador sin tanque) = (1 MMBtu / 0.80) x $ 14 / MMBtu = $ 17.50
  • Costo de energía (calentador de almacenamiento) = (1 MMBtu / 0.67) x $ 14 / MMBtu = $ 20.90

Ambas opciones tienen un costo de funcionamiento mucho menor que un calentador de resistencia eléctrica convencional. Incluso asumiendo un EF alto de 0,95, el costo de energía de la calefacción eléctrica es significativamente mayor:

  • 1 MMBtu = 293,07 kWh
  • Costo de energía (calentador de resistencia sin tanque) = (293.07 kWh / 0.95) x $ 0.185 / kWh = $ 57.07

La calefacción por resistencia eléctrica es aproximadamente tres veces más cara que la calefacción a gas en Nueva York, por lo que no debería sorprender que muchos propietarios y empresas hayan decidió usar gas. Sin embargo, hay dos enfoques principales que hacen que la calefacción eléctrica sea competitiva en costos:

  • Incrementar la eficiencia de calefacción para reducir el consumo eléctrico y compensar su elevado precio.
  • Disminuir el costo de la electricidad en sí.

También es posible reducir las necesidades de calefacción mejorando la envolvente del edificio y minimizando el uso de agua caliente. Sin embargo, estos enfoques son beneficiosos para la eficiencia de calefacción en general, independientemente de si el sistema utiliza gas o electricidad.

Opción 1: aumentar la eficiencia de la calefacción eléctrica

La principal desventaja de la calefacción basada en resistencia es que se debe consumir una unidad de electricidad por cada unidad de calor proporcionada, y luego se pierde algo de calor antes de que llegue al punto de uso. Sin embargo, las bombas de calor utilizan un ciclo de refrigeración inverso para proporcionar una potencia de calefacción superior al consumo de electricidad.

Las bombas de calor de fuente de aire con la etiqueta ENERGY STAR tienen un coeficiente de rendimiento (COP) de 2,5 o más: entregan 2,5 kWh de calor por kWh de electricidad consumida. Las bombas de calor de fuente terrestre son incluso más eficientes y algunos modelos tienen un COP superior a 4. Con un COP de 2,5, una bomba de calor consume un 60% menos de electricidad que un calentador de resistencia de la misma capacidad y los ahorros aumentan al 75% con un COP de 4.

Suponga que se usa una bomba de calor con un factor de energía de 3 en lugar del calentador de resistencia en el ejemplo, para lograr una reducción significativa en los costos de energía:

  • Costo de energía (bomba de calor) = (293.07 kWh / 3) x $ 0.185 / kWh = $ 18.07

La demanda de calefacción y el precio de la electricidad se han mantenido iguales, pero el costo de funcionamiento es ahora mucho menor porque la electricidad se consume de manera más eficiente.

En la ciudad de Nueva York, el programa de incentivos de eficiencia energética de Con Edison hace que las bombas de calor sean más asequibles al ofrecer reembolsos. Es muy recomendable verificar los requisitos del programa antes de comprar una bomba de calor para asegurarse de que califique para el reembolso.

  • Los propietarios de viviendas son elegibles para un reembolso de $ 500 al comprar una bomba de calor eléctrica.
  • En el sector comercial, las bombas de calor son elegibles para reembolsos que oscilan entre $ 50 y $ 125 por tonelada. La tasa de incentivo varía según las especificaciones de la bomba de calor.

Opción 2: Disminuir el costo de la electricidad

Los propietarios de viviendas individuales y las empresas no tienen control sobre las tarifas de electricidad que cobran las empresas de servicios públicos, pero hay dos formas de acceder a la electricidad a un costo menor: aprovechar los precios de la electricidad en el momento del día y generar energía en el lugar. Es importante señalar que, aunque la generación puede basarse en fuentes renovables o combustibles fósiles, la segunda opción frustra el propósito de reemplazar la calefacción de gas por la calefacción eléctrica.

Las empresas de servicios públicos normalmente utilizan tarifas según la hora del día, en las que el costo de la electricidad se ajusta de acuerdo con la demanda de la red eléctrica. Dado que operar una red muy cargada es más costoso para la empresa de servicios públicos, se cobra una tarifa más alta durante esas horas. También se aplica lo contrario: en horas de baja demanda, las empresas de servicios públicos pueden confiar en sus plantas de energía menos costosas y las pérdidas de la red también son mínimas. Una forma sencilla de acceder a electricidad de bajo costo para calefacción es utilizar más energía cuando las tarifas de los servicios públicos son bajas. El agua caliente puede almacenarse en un tanque aislado y luego usarse directamente o para calefacción hidrónica de espacios.

La autogeneración también es un enfoque válido, siempre que la energía se pueda producir en el sitio a un costo menor que el precio minorista de la electricidad. Un acuerdo de compra de energía puede ser una opción atractiva para los propietarios de viviendas y las empresas que desean evitar el costo inicial de un sistema de generación renovable; en un PPA, el sistema es propiedad y está atendido por una empresa especializada, y el cliente acepta comprar toda la electricidad generada a un precio inferior al precio minorista de la electricidad.

Solo con su eficiencia, las bombas de calor de alto rendimiento pueden igualar el costo operativo de los calentadores de gas. Si se complementan con calefacción fuera de horas pico o generación de energía en el sitio, pueden convertirse en una opción de menor costo que también elimina las emisiones asociadas con la combustión de gas natural.

Observaciones finales

La calefacción es el principal gasto energético en los edificios de la ciudad de Nueva York y el gas natural es la principal fuente de energía para las aplicaciones de calefacción. Aunque sus emisiones son inferiores a las del carbón y el petróleo, no obstante es un combustible fósil, y NYC tiene algunos objetivos ambiciosos en términos de energía renovable y reducción de emisiones. La calefacción eléctrica convencional ha sido mucho más cara que la calefacción a gas, pero esto está cambiando gracias a las bombas de calor eléctricas de alto rendimiento. energía renovable distribuiday tecnologías de gestión del lado de la demanda como el almacenamiento inteligente de energía.