Ora è il momento di puntare tutto sulle pompe di calore

Jun 15, 2023

Sostituire gli apparecchi che bruciano combustibili fossili con alternative elettriche ad alte prestazioni è fondamentale per raggiungere i nostri obiettivi climatici, sanitari ed economici. Tuttavia, i dati più recenti mostrano che gli Stati Uniti non stanno ancora facendo progressi significativi, con le emissioni degli edifici rimaste invariate per decenni. Complessivamente, nel 2021, l’uso di gas o olio combustibile per il riscaldamento, l’acqua calda e la cucina ha rappresentato oltre il 10% delle emissioni di carbonio degli Stati Uniti.

Con l’entrata in vigore degli incentivi federali previsti dalla legge sul clima del 2022, l’Inflation Reduction Act, più americani che mai saranno in grado di elettrificare diversi aspetti della loro vita, dai trasporti al riscaldamento domestico. Per questo articolo, ci concentreremo su uno degli apparecchi di riscaldamento e raffreddamento puliti più efficienti: la pompa di calore ad aria, che fornisce da due a quattro volte più energia di riscaldamento rispetto all'elettricità che consuma.

E le pompe di calore stanno avendo il loro momento sotto i riflettori. Precedentemente utilizzate principalmente nei climi più caldi, le pompe di calore hanno superato per la prima volta i forni a gas lo scorso anno e gli stati più freddi come il Maine sono all’avanguardia nelle installazioni domestiche.

Ma gli scettici si chiedono: può davvero una pompa di calore ridurre le emissioni di un edificio nel corso della sua vita, anche nei climi più freddi? E possono ridurli nel primo anno, anche se un’azienda utilizza ancora principalmente combustibili fossili come carbone, gas e petrolio per l’elettricità?

Per rispondere a queste domande, RMI ha pubblicato un’analisi aggiornata che esamina i 48 stati inferiori, concentrandosi sui due maggiori usi diretti di combustibili fossili negli edifici: riscaldamento degli ambienti e riscaldamento dell’acqua. Abbiamo confrontato forni a gas e scaldacqua a gas con alternative elettriche facilmente disponibili: pompe di calore ad aria e scaldacqua a pompa di calore. Le intensità delle emissioni della rete sono state ricavate dai set di dati Cambium 2022 di NREL, terza edizione annuale. Questa analisi utilizza lo scenario intermedio, che include le politiche statali e federali attualmente in vigore, comprese le principali disposizioni per il settore elettrico dell’Inflation Reduction Act del 2022, e stime centrali delle riduzioni dei costi tecnologici.

I risultati indicano significative riduzioni delle emissioni per il riscaldamento degli ambienti. In tutti i 48 stati continentali, la sostituzione di un forno a gas con una pompa di calore ridurrà le emissioni già nel primo anno di installazione e durante i 15 anni di vita del prodotto. Negli stati di tutto il paese, dalla Florida al Michigan alla California, le pompe di calore riducono le emissioni nel corso della loro vita fino al 93% rispetto ai forni a gas. I benefici in termini di emissioni delle pompe di calore ad aria derivano dall’elevata efficienza delle apparecchiature e dalla riduzione dell’intensità di carbonio dell’elettricità nel tempo man mano che sempre più fonti rinnovabili entrano nella rete.

In tutti i 48 stati continentali, la sostituzione di un forno a gas con una pompa di calore ridurrà le emissioni già nel primo anno di installazione.

La tecnologia delle pompe di calore è migliorata notevolmente negli ultimi anni. Anche tenendo conto della ridotta efficienza in climi estremamente freddi, la nostra analisi rileva che le moderne pompe di calore ad aria sono più del doppio più efficienti dei forni a gas. Abbiamo calcolato l’efficienza operativa della pompa di calore durante tutto l’anno per la città più popolosa di ogni stato combinando le condizioni meteorologiche orarie storiche con le prestazioni delle pompe di calore moderne e facilmente disponibili. La nostra analisi ha regolato l’efficienza della pompa di calore per tenere conto del calore della resistenza elettrica di riserva quando e dove è necessario, raramente e durante le giornate molto fredde. Ad esempio, a Fargo, nel Nord Dakota, dove le temperature scendono occasionalmente sotto i -20°C in inverno, è necessario un riscaldamento di riserva per circa l’11% del carico di riscaldamento annuale.

Il grafico seguente mostra il coefficiente di prestazione previsto della pompa di calore (COP), che è una media ponderata dell'efficienza giornaliera della pompa di calore per gradi-giorno di riscaldamento. Un COP pari a 1 significa che il sistema è efficiente al 100%: l’energia per il riscaldamento è equivalente all’energia elettrica. Un COP pari a 2 significa che per ogni kWh di elettricità consumata da una pompa di calore, fornisce 2 kWh equivalenti di calore.