Mitigação das mudanças climáticas com inovação em aquecimento urbano
27 Jun 2022
O mundo está ficando mais quente e é um fato indiscutível que todos nós precisamos reduzir significativamente nossas emissões de dióxido de carbono (CO2) para proteger melhor nosso planeta. Então, que papel a GEA pode desempenhar ao aplicar nossa tecnologia a projetos colaborativos de aquecimento urbano?
Em países ao redor do mundo, o debate sobre as emissões de CO2 continua. Apenas no ano passado, no COP26 em Glasgow, Reino Unido, dezenas de governos reafirmaram seu compromisso de reduzir seus níveis de emissão por todos os meios possíveis. Juntamente com as promessas ambientais significativas feitas pelas indústrias de processamento de alimentos e outras indústrias influentes que são responsáveis por uma grande proporção de emissões nocivas, os sistemas de aquecimento urbano estão rapidamente se tornando uma solução global para combater a liberação de CO2 além de apenas uma casa ou empresa para uma localidade inteira.
As bombas de calor não são novidade; mas, com o rápido aumento do uso de energias renováveis, elas ganharam importância na luta contra as emissões de CO2. Combine este método altamente eficiente de conversão de calor com iniciativas para desenvolver sistemas de aquecimento urbano para edifícios domésticos e públicos e você terá uma revolução em potencial. Acrescente a isso o uso crescente de refrigerantes naturais, como amônia, e toda a tecnologia está disponível para uma solução de aquecimento comunitário genuinamente “verde”.
Dependência desnecessária de gás
De acordo com o Eurostat, 27.2 por cento de toda a energia na Europa é utilizada pelas famílias em seus lares. Desse total, quase 80% é usado para água quente e aquecimento.1 Uma pesquisa recente (março de 2022) da Statista mostrou que 87% do aquecimento doméstico no Reino Unido era a gás.2 Adicione a isso todos os edifícios públicos - incluindo escritórios, bibliotecas, quadras, piscinas, escolas, etc. – e o nível em que nós humanos dependemos do gás para nos manter aquecidos é extraordinário.
Mas, de acordo com Kenneth Hoffmann, Gerente de Produto de Bombas de Calor da GEA Heating & Refrigeration Technologies, isso é totalmente desnecessário: “Se sua casa for mantida em uma temperatura regular entre, digamos, 18 a 21°C, não há necessidade de queimar gás a 600°C para torná-la confortável. Usando bombas de calor, podemos aumentar a temperatura do ar vindo de fora para tornar sua casa muito confortável sem usar nenhum gás”.
Se o mesmo conceito fosse aplicado a várias casas, seria um passo significativo para reduzir nossas emissões totais; imagine isso em escala industrial, para bairros e comunidades inteiras, e você poderá virar o jogo!
Por que as bombas de calor são melhor?
Se estamos descarbonizando a geração de eletricidade, mas uma bomba de calor funciona com eletricidade, como pode ser melhor do que o status quo? Kenneth Hoffmann explica que o sistema de eletricidade simplesmente não aguentou. “Ele nunca seria capaz de suprir o aumento da necessidade de energia”, diz ele. “Mas usando bombas de calor que geram até cinco vezes mais energia térmica por kWh de uso de energia primária (eletricidade) em comparação com a queima de gás ou caldeiras elétricas diretas, o uso total de eletricidade pode ser mantido dentro de limites aceitáveis”.
Como a eletricidade é cada vez mais gerada a partir de fontes renováveis, uma bomba de calor instalada hoje terá uma pegada de carbono menor a cada ano até que a eletricidade seja oriunda 100% de fontes renováveis. “Ao combinar eficiência energética com queima de menos gás, podemos alcançar a descarbonização da sociedade que desejamos”, acrescenta Kenneth.
O sistema de aquecimento urbano
Um sistema de aquecimento urbano moderno e eficiente, usando bombas de calor à base de amônia, leva o conceito à sua melhor conclusão. Com uma pequena entrada de eletricidade (idealmente renovável), essa solução tem a capacidade de gerar calor a partir de um amplo leque de fontes, incluindo o ar, o solo, uma fábrica, uma rede de metrô ou uma estação de tratamento de água, para citar apenas algumas. Isso pode ser aumentado para temperaturas de até 95 C para fornecer aquecimento ou água quente (ou ambos) diretamente à vizinhança.
O sistema funciona melhor em áreas com alta densidade populacional e faz mais sentido econômico quando instalado durante o desenvolvimento inicial de uma área ou durante grandes projetos de infraestrutura – embora isso não seja um pré-requisito. Em Malmö, no sul da Suécia, por exemplo, há quatro bombas de calor GEA de 10 MW instaladas ao lado de uma estação de tratamento de esgoto e um incinerador de resíduos perto do porto. Eles agora fornecem 8% do uso total de energia de aproximadamente 100.000 residências, economizando cerca de 50.000 toneladas de CO2 por ano.
A GEA eleva a fasquia das bombas de calor padrão para 95°C
Tecnologia da GEA e a importância da amônia
O uso de amônia é um avanço fundamental no desenvolvimento da tecnologia de aquecimento urbano. Muitos sistemas mais antigos ainda usam gases fluorados (F-) para refrigeração, que estão sendo eliminados em toda a Europa. Ao contrário dos gases fluorados, a amônia é amiga do ambiente, amplamente disponível, barata e não tem impacto no aquecimento global. A GEA tem estado na vanguarda do desenvolvimento desta tecnologia nos últimos anos.
Tendo investigado e aperfeiçoado a metodologia pela primeira vez, os engenheiros da GEA aplicaram a tecnologia de maneiras que realmente façam a diferença em termos de servir melhor as comunidades locais e reduzir drasticamente o nível de CO2 gerado pelos utilitários.
A GEA está constantemente inovando para aumentar seu portfólio de bombas de calor e ficar à dianteira no que se refere ao aquecimento urbano. Em breve, divulgaremos ainda mais avanços nesta tecnologia inovadora, incluindo uma encomenda recentemente confirmada para uma bomba de calor de 22 MW na Europa Oriental, que inclui nosso novo compressor de parafuso de alta pressão.
A tecnologia no trabalho
Por enquanto, vamos dar uma olhada em algumas inovações incríveis que já estão ajudando o meio ambiente. A enorme pista de gelo Marienlyst em Drammen, Noruega, oferece uma superfície de patinação própria para competições durante o inverno com um circuito de corrida de 400 m e um campo de futebol em tamanho real no verão. O calor extraído ao formar o gelo é impulsionado pelas bombas de calor da GEA, que são posteriormente usadas para abastecer a cidade local com calor. Quando chega o verão, a temperatura sob o relvado aumenta e a bomba de calor funciona como uma bomba de calor geotérmica para fornecer às casas água quente sem uso de carbono.
Enquanto isso, em Turku, Finlândia, a GEA supriu um sistema de aquecimento urbano de 10 MW usando o calor residual de uma usina de calor e eletricidade combinadas. As bombas de calor de amônia aumentam o calor de cerca de 25°C até 85°C para abastecer os 190.000 habitantes da cidade por meio da rede de aquecimento doméstico. Novamente, além de uma pequena adição de energia elétrica, que é cada vez mais derivada de fontes renováveis, todo o processo é realizado sem uso de carbono.
No bairro londrino de Islington, a Bunhill Heat and Power Network (BHPN) usa o calor residual do metrô de Londres – impulsionado pelas bombas de calor da GEA – para fornecer aquecimento e água quente para cerca de 1.350 casas, uma escola e dois centros de lazer. Foi visto como uma grande contribuição para o objetivo do município de se tornar neutro em carbono até 2030.
Estes são apenas alguns exemplos do trabalho incansável que os engenheiros da GEA fazem, todos os dias, em todo o mundo, para transferir os benefícios das bombas de calor movidas a amônia da GEA para os sistemas de aquecimento urbano.
Bomba de calor GEA instalada na estação de eletricidade Bunhill 2 para reutilizar o calor residual do metrô de Londres.
Agir mais e falar menos
O aquecimento é responsável por mais da metade do consumo global de energia, portanto, não há dúvida de que desempenha um papel enorme nas emissões deCO2.3 Não podemos subestimar a importância da integração e de uma abordagem baseada em sistemas para aumentar drasticamente a energia renovável com calor que, de outra forma, seria desperdiçado. Igualmente, eliminar gradualmente o carvão e outros combustíveis fósseis e inovar para o futuro é um imperativo absoluto. O uso de bombas de calor no aquecimento urbano não só ajuda o ambiente global, como também tem efeitos locais; ao contrário das caldeiras a gás, as bombas de calor não emitem óxidos de azoto (NOx). Elas, portanto, permitem um ar mais limpo nas cidades e outras áreas urbanas – e também oferecem vantagens financeiras.
Voltemos a esses compromissos globais com o meio ambiente; de acordo com o COP26, se a temperatura global aumentasse 2°C, haveria um impacto severo e generalizado tanto nas pessoas quanto na natureza. A 1,5°C, os efeitos seriam graves, mas menos graves. Esta última meta permanece atualmente em vigor e está aberta a discussão se demandas ainda mais rigorosas surgirem no futuro.
Uma estratégia sustentável
A GEA já está envolvida nesse assunto – e tem estado por muitos anos. Nossa iniciativa Sustainable Energy Solutions/Soluções energéticas sustentáveis (SEnS) desempenha um papel fundamental nessa estratégia, revolucionando a integração de processos e utilitários (resfriamento e aquecimento) para baixar o consumo de energia, reduzir as pegadas de carbono e cortar custos em vários setores.
A colaboração e a inovação são partes essenciais para enfrentar os desafios climáticos que temos pela frente, daí nosso investimento multimilionárioem euros para novos centros de teste que entrarão em operação em 2023. Eles abrigarão equipamentos de ponta que usam refrigerantes naturais, são 90% automatizados, podem operar 24 horas por dia, 7 dias por semana e estão prontos para a Indústria 4.0.
Os sistemas de aquecimento urbano alimentados por bombas de calor da GEA são apenas uma parte – embora significativa – de toda a solução. Além disso, nunca devemos subestimar o poder de persuasão: se um morador vê suas contas de energia e emissões reduzidas como resultado de um sistema de aquecimento urbano, é mais provável que apoie outras iniciativas sustentáveis e incentive grandes empresas a fazer parte da solução, não do problema.
Se o mundo quiser atingir sua meta de carbono zero líquido até 2050, o tempo está se esgotando. A GEA tem o conhecimento, a tecnologia e a capacidade de implementar projetos com sucesso para gerar soluções de aquecimento mais limpas que ajudem a garantir a conformidade com as metas de emissões atuais e futuras e fazem uma diferença genuína no meio ambiente para as gerações futuras.
