Sustitución de combustibles de calefacción por electricidad

A partir de 2024, los edificios de la ciudad de Nueva York se verán obligados a cumplir con ciertas límites de emisión. De lo contrario, se les cobrará una multa de $268/año por cada tonelada métrica de CO2 equivalente por encima del límite. Las emisiones se pueden reducir mejorando la eficiencia energética en los edificios, pero cambiar a fuentes de energía más limpias también es una estrategia viable. Por ejemplo, el gas natural es una opción más limpia que el fuel oil n.º 2, y la energía solar in situ es más limpia que la electricidad de la red.

  • Todas las fuentes de energía tienen un precio, que puede tomar la forma de una tarifa de servicios públicos o un costo de propiedad.
  • Por ejemplo, los paneles solares producen electricidad con un aporte energético gratuito, pero implican una inversión inicial y un mantenimiento continuo.

Consultores energéticos generalmente recomendará la eficiencia energética primero y cambiar a fuentes más limpias como segundo paso. Si un edificio puede volverse más eficiente primero, la generación in situ puede cubrir una fracción mayor de sus necesidades energéticas.


Sustituya sus calderas de gasoil por bombas de calor de alta eficiencia y reduzca las emisiones de su edificio.


En este artículo, discutiremos los ahorros potenciales cuando los edificios usan calefacción eléctrica eficiente en lugar de la combustión de combustibles fósiles. Los calentadores de resistencia eléctrica no son viables para muchos propietarios de edificios debido a su costo operativo, especialmente en lugares con tarifas eléctricas altas como Nueva York. Sin embargo, ahora hay bombas de calor de alta eficiencia que pueden igualar el costo de la calefacción de gas.

Cálculo de las emisiones de los edificios según la ley local 97

Sustitución de combustibles de calefacción por electricidad

Ley Local 97 de 2019 era parte de la Ley de Movilización Climática, que a menudo se ha llamado NYC Green New Deal. La ley introduce límites de emisión de edificios que se aplicarán a partir de 2024, y el límite específico para un edificio depende de su clasificación de ocupación y pies cuadrados. Por ejemplo, un edificio de 200 000 pies cuadrados clasificado como Grupo empresarial B estará sujeto a un límite de 1692 tCO2e/año en 2024, pero un edificio del mismo tamaño clasificado como Grupo residencial R-2 tiene un límite inferior de 1350 tCO2e/año.

La ley también tiene factores de emisión para las diferentes fuentes de energía utilizadas por los edificios. Por ejemplo, 100 000 kBTU de fuel oil #4 agregarían 7,53 tCO2e a las emisiones de los edificios, mientras que 100 000 kBTU de gas natural agregarían 5,31 tCO2e. Asumiendo un consumo de energía constante, cambiar de fuel oil #4 a gas natural reduciría las emisiones en casi un 30% en este caso.

Con un conversión a calefacción eléctrica, las emisiones pueden disminuir o aumentar dependiendo de la tecnología utilizada. Por ejemplo, un calentador de resistencia eléctrica que usa electricidad de la red produce emisiones mucho más altas que una bomba de calor geotérmica con una combinación de electricidad de la red y energía solar.

Estimación de las emisiones de los edificios con calefacción eléctrica

Sustitución de combustibles de calefacción por electricidad

Como ejemplo de cómo la calefacción eléctrica puede reducir las emisiones de los edificios, estimaremos las toneladas métricas de CO2 equivalente para los siguientes equipos de calefacción, suponiendo una salida de 500 000 kBTU en todos los casos. Tenga en cuenta que este es un cálculo muy simplificado, cuyo objetivo es demostrar cómo se comparan las emisiones de calefacción con diferentes tecnologías: solo el modelado de energía puede arrojar resultados precisos.

  • Una caldera de gasoil (gasoil #2) con un 87% de eficiencia.
  • Una caldera de gas natural con un rendimiento del 90%.
  • Un calentador de resistencia eléctrica.
  • Una bomba de calor aerotérmica con un COP de 3.
  • Una bomba de calor geotérmica con un COP de 5.

La siguiente tabla calcula la entrada de energía requerida para lograr 500,000 kBTU de calefacción en los cinco casos. A continuación, la entrada de energía se multiplica por el factor de emisiones correspondiente de LL87:

Sistema de calefacción

Entrada de energía

Emisiones LL87 (tCO2e)

Caldera de gasoil

574.713 kBTU

42,65 tCO2e

Caldera de gas

555.556 kBTU

29,51 tCO2e

Calentador de resistencia eléctrica

146.542 kWh

42,35 tCO2e

Bomba de calor de fuente de aire

48.847 kWh

14,11 tCO2e

Bomba de calor geotérmica

29.308 kWh

8,47 tCO2e

Los factores de emisión correspondientes de LL97 son 0,00005311 tCO2e/kBTU para gas natural, 0,00007421 tCO2e/kBTU para fuel oil #2 y 0,000288962 tCO2e/kWh para red eléctrica. Observe cómo la caldera de gasóleo y el calentador de resistencia eléctrica tienen aproximadamente las mismas emisiones, y la calefacción de gas natural es alrededor de un 30 % más limpia que ambas. La bomba de calor aerotérmica produce alrededor de un 52% menos de emisiones que la caldera de gas, mientras que la bomba de calor geotérmica produce alrededor de un 71% menos.

  • En este ejemplo, asumimos que toda la electricidad proviene de la red de la ciudad de Nueva York para los tres calentadores eléctricos considerados.
  • Se pueden lograr emisiones más bajas si un edificio genera electricidad en el sitio con tecnologías limpias como paneles solares o aerogeneradores.
  • Por ejemplo, si la bomba de calor de fuente de aire obtiene 15 000 kWh de electricidad solar, las emisiones solo se calculan para los 33 847 kWh restantes. En lugar de 14,11 tCO2e, el ASHP estaría produciendo 9,78 tCO2e.

Los sistemas de calefacción eléctrica tienen la flexibilidad de cambiar de la red eléctrica a la energía limpia generada en el sitio, mientras que las calderas de petróleo y gas están limitadas a sus respectivos combustibles. Las bombas de calor de alta eficiencia podrían desempeñar un papel importante en la descarbonización de los edificios de la ciudad de Nueva York, ya que la calefacción de espacios es el principal gasto de energía para muchas propiedades.

Conclusión

Las emisiones de los edificios se pueden reducir mediante la actualización de la calefacción de combustión a la calefacción eléctrica. Sin embargo, esto solo se aplica a las bombas de calor de alta eficiencia, ya que los calentadores de resistencia pueden ser incluso más contaminantes que las calderas de gas. Incluso si un calentador de resistencia usa energía limpia generada en el sitio, su alto consumo de energía sigue siendo una desventaja. Dependiendo de su diseño, una bomba de calor puede consumir de 2 a 6 veces menos electricidad que un calentador de resistencia equivalente, y las emisiones se reducen en la misma proporción.