Las bombas de calor tienen una eficiencia superior a otras fuentes tradicionales, ya que extraen calor de su entorno y lo transfieren a él.
El Reino Unido se ha fijado como objetivo que todos los nuevos sistemas de calefacción sean de bajas emisiones de carbono para 2035, aunque será necesario superar retos clave para lograrlo.
Las bombas de calor flexibles, conectadas e inteligentes son una herramienta viable para la descarbonización y podrían abrir un camino hacia la eficiencia energética y la reducción de emisiones.
En el Reino Unido, nos enfrentamos a tres grandes crisis: el aumento del coste de la vida, la seguridad energética y el cambio climático. El reto de descarbonizar la calefacción contribuye a estas crisis. Según el Energy Systems Catapult, la calefacción representa el 37 % de las emisiones totales de gases de efecto invernadero (GEI) del Reino Unido.
El Reino Unido puede descarbonizar la calefacción por cuatro vías principales: electrificación, redes de calefacción urbana, biocombustibles e hidrógeno. Este artículo se centrará en la electrificación de la calefacción mediante bombas de calor.
Ventajas y retos de las bombas de calor
Las bombas de calor existen desde la década de 1850 y tienen una eficiencia superior a otras fuentes tradicionales, ya que extraen calor de su entorno y lo transfieren a él. Utilizan electricidad para generar calor de forma más eficiente que otras formas de calefacción, como las calderas de gas, de gasóleo y de GLP. La adaptación de viviendas y edificios comerciales con bombas de calor reduce el consumo energético y las emisiones de carbono, y ayuda al Reino Unido a avanzar hacia el cero neto.
El Gobierno del Reino Unido prevé un crecimiento de 600 000 instalaciones de bombas de calor al año para 2028 y se ha fijado como objetivo que todos los nuevos sistemas de calefacción instalados sean de bajas emisiones de carbono para 2035.
Sin embargo, deberán superarse algunos retos clave para que el Gobierno alcance sus objetivos.
1. Falta de concienciación – solo el 27 % de la población del Reino Unido sabe qué son las bombas de calor aerotérmicas, y muchas personas tienen ideas erróneas sobre su funcionamiento y su uso. Será necesario superar esta situación para impulsar su adopción.
2. Cadena de suministro fragmentada – faltan instaladores de bombas de calor cualificados y formados en todo el Reino Unido, aunque son fundamentales para permitir que el despliegue de estas bombas en el país avance con rapidez.
3. Elevada inversión inicial – en comparación con las calderas de gas, las bombas de calor son más caras, tardan más en instalarse y, a menudo, requieren importantes obras de adaptación previas.
4. Falta de datos precisos y accesibles – los datos sobre los inmuebles y viviendas del Reino Unido están incompletos, no están actualizados y son de difícil acceso, lo que dificulta comprender las necesidades de los clientes.
5. Falta de integración – puede resultar complicado integrar y conectar las bombas de calor con nuevas tecnologías bajas en carbono, como los vehículos eléctricos, en una única propuesta para el cliente.
6. Congestión de la red – la proporción de electricidad generada a partir de fuentes de energía renovables variables e intermitentes está aumentando considerablemente, y la demanda de energía y de capacidad de la red crece debido al desarrollo de tecnologías como los vehículos eléctricos y las bombas de calor. Esto provoca problemas de equilibrio y congestión en la red.
7. Barreras regulatorias – las subvenciones, los gravámenes y los cargos no incentivan el cambio desde el gas.
Una forma en que las bombas de calor pueden resolver algunos de estos retos es que las bombas instaladas sean flexibles, conectadas e inteligentes.
Bombas de calor flexibles son bombas de calor acopladas a un sistema de almacenamiento de energía térmica que puede utilizarse para la flexibilidad de la demanda. Permiten reducir y desplazar el consumo eléctrico de la bomba de calor para ayudar a equilibrar la oferta y la demanda. Por ello, las bombas de calor flexibles pueden utilizarse para integrar la generación eléctrica renovable intermitente en la red y ayudar a resolver los problemas de congestión y equilibrio, especialmente en invierno, y a gestionar los picos diarios.
¿Cómo impulsa el Foro Económico Mundial la transición energética?
El Centro de Energía y Materiales conecta a líderes para comprender las complejas transiciones que transforman los sistemas energéticos, de materiales e industriales. Ofrece una plataforma para explorar cómo se relacionan la seguridad energética, la asequibilidad y la sostenibilidad.
Mediante la colaboración entre cadenas de valor y regiones, el Centro crea vías compartidas que ayudan a los socios a alinearse en torno a soluciones prácticas para una transición segura, baja en carbono y equitativa.
La respuesta de la demanda se limita principalmente a los grandes consumidores industriales de bombas de calor. Sin embargo, debido al creciente número de bombas de calor residenciales instaladas y a que su demanda de calor no es crítica en cuanto al tiempo, tienen potencial para utilizarse como flexibilidad.
Bombas de calor conectadas son bombas de calor conectadas a internet. Solo el 23 % de todas las bombas de calor están conectadas a internet, y apenas algunas pueden controlarse de forma remota. Por ello, la mayoría de los sistemas no pueden utilizarse para la respuesta de la demanda. Esta situación empieza a cambiar, ya que los sistemas de control de las bombas de calor ahora pueden conectarse directamente a internet o a través de una pasarela, un facilitador esencial para la flexibilidad.
Bombas de calor inteligentes están conectadas y permiten al usuario controlar su calefacción. Una forma sencilla de conectar su bomba de calor a internet es mediante termostatos inteligentes.
Los termostatos inteligentes son programables y pueden utilizarse para diseñar un plan adaptado a cada vivienda según su perfil térmico, aprovechando las tarifas por franjas horarias para desplazar la demanda de calefacción de los momentos de alta demanda y elevadas emisiones de carbono hacia la electricidad barata de bajas emisiones en las horas valle. Esto permite a los clientes controlar su calefacción y reducir el consumo energético y las facturas.
Como se muestra en la Figura 2, suponiendo que la flexibilidad permita al cliente ahorrar de media un 20 % de energía al año, el coste total de las bombas de calor aerotérmicas puede llegar a ser más barato que el de las calderas de gas y, a lo largo de 10 años, puede resultar significativamente más asequible que las calderas de gasóleo y de GLP, al tiempo que emiten menos carbono. La flexibilidad impulsa una reducción de las emisiones totales de carbono y amplía la diferencia entre las bombas de calor y las alternativas. Los hogares que utilizan gasóleo y GLP son los más motivados a cambiar a bombas de calor aerotérmicas y, dado que el 15 % del Reino Unido no está conectado a la red de gas, existe una oportunidad significativa para iniciar la transición hacia las bombas de calor en estos hogares.
Las bombas de calor flexibles, conectadas e inteligentes se han consolidado como una herramienta viable para la descarbonización y podrían abrir un camino hacia la eficiencia energética y la reducción de emisiones. Ahora requieren más inversión en tecnología, innovación y diálogo con los clientes y la industria para que el mercado pueda escalar.
