Como as bombas de calor podem ajudar no esforço do Chile para tornar-se neutro em carbono até 2050

De maneira simples, as bombas de calor utilizam eletricidade para transferir até mesmo pequenas quantidades de calor de um espaço frio para um espaço quente e vice-versa.

Unidades energeticamente eficientes estão recebendo apoio nos EUA e na Europa como uma ferramenta para reduzir as emissões de carbono produzidas pelo aquecimento e arrefecimento de edifícios.

O Chile, onde tais sistemas poderiam ser usados especialmente para substituir fogões a lenha ou a querosene, deu os primeiros passos sobre a tecnologia, visando tornar-se neutro em carbono até 2050.

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Para saber mais, a BNamericas conversou com Rodrigo Barraza, acadêmico e pesquisador do Centro de Pesquisa sobre Energia Solar do Chile (SERC) e do Centro de Pesquisa sobre Transição Energética (Centra), este último ligado à Faculdade de Engenharia e Ciências da Universidade Adolfo Ibáñez (UAI).

BNamericas: No Chile, que papel as bombas de calor podem desempenhar no contexto da meta do governo de atingir neutralidade de carbono até 2050?

Barraza: Existem bombas de calor que servem principalmente duas finalidades: aquecimento de ar e aquecimento de água.

As bombas de aquecimento de ar são integradas em sistemas de ar condicionado encontrados em residências ou escritórios. O segundo tipo, que aquece água, pode ser utilizado para aquecimento de água doméstica, para sistemas de aquecimento à base de água quente ou para processos industriais.

Independentemente do tipo, as bombas de calor são conhecidas pela sua capacidade de fornecer aquecimento, ou calor para processos, e têm uma produção de energia três a quatro vezes superior à energia elétrica que extraem da rede.

Seu papel na descarbonização torna-se significativo quando substituem sistemas que utilizam combustíveis fósseis como gás natural, gás liquefeito de petróleo, querosene ou diesel.

Segundo o coordenador da rede [CEN], foram emitidos 238 g de CO₂ equivalente [CO₂e] por cada kWh de eletricidade gerada [em 2023], uma redução de 21% face ao ano anterior, refletindo a penetração das energias renováveis – 63% do total – na matriz energética.

Em termos de emissões de CO₂e e considerando aplicações de aquecimento doméstico, com base em 1 kWh térmico, uma bomba de calor emite 60 g CO₂e, um termoventilador elétrico 238 g CO₂e, um aquecedor a gás natural 197 g CO₂e, e um aquecedor a querosene 245 g CO₂e. É evidente que as bombas de calor têm um impacto menor em termos de emissões de CO₂ e contribuem para a descarbonização quando substituem os sistemas de aquecimento mais tradicionais.

BNamericas: Quais são os fatores envolvidos? Por exemplo, custo, subsídios, regulamentações, disponibilidade?

Barraza: As principais barreiras são a falta de conhecimento sobre a tecnologia e seus benefícios. Além disso, em alguns casos, pode acontecer que tenham um elevado custo de investimento inicial, mas este é recuperado via poupanças anuais devido aos custos operacionais mais baixos em comparação com as suas alternativas.

Seguindo o exemplo acima, com base em 1 kWh térmico. Uma bomba de calor custa 33 pesos [US$ 0,03] por kWh, um aquecedor elétrico 130 pesos, um aquecedor a gás natural 160 pesos e um aquecedor a querosene 100 pesos. A economia varia entre 100 e 130 pesos, dependendo do combustível a ser substituído.

A utilização de sistemas de combustão também apresenta outras desvantagens, como a poluição do ar interior por emissões de partículas, que é prejudicial à saúde e pode agravar doenças respiratórias. Quando as emissões são liberadas para o exterior, contribuem para a deterioração da qualidade do ar nas cidades.

BNamericas: Qual é a situação em relação à pesquisa, desenvolvimento e adoção desta tecnologia? Por exemplo, parece haver pelo menos um projeto-piloto.

Barraza: As bombas de calor são tecnologias maduras, pelo menos em termos de aquecimento de ar e de água para uso doméstico, tendo ultrapassado a fase de pesquisa e desenvolvimento.

Hoje, os estudos sobre bombas de calor se centram na integração com energias renováveis ou aplicações que requerem temperaturas superiores a 100 °C. Em termos de pesquisa sobre integração com energias renováveis, está centrada no sistema, com o objetivo de alcançar sinergias de sistema em vez de realizar estudos empíricos nas próprias bombas.

BNamericas: Existe algum país ou marco regulatório que possa servir de modelo ou exemplo para o Chile?

Barraza: Não creio que seja necessário um marco regulatório para além das iniciativas que já estão sendo promovidas pela Agência de Sustentabilidade Energética e pelo Ministério da Energia, dadas as vantagens das bombas de calor em termos de baixas emissões de CO₂e e baixos custos operacionais.

O plano nacional de eficiência energética para 2022 a 2026 sugere o avanço da inovação tecnológica, visando melhorar a eficiência energética por meio da utilização de eletricidade com baixo teor de carbono (atualmente 63% renovável) como fonte primária de aquecimento de edifícios. Este plano indica também que os ministérios da Energia e do Meio Ambiente promoverão iniciativas de substituição de sistemas de aquecimento para acelerar a adoção de tecnologias mais eficientes, como bombas de calor.

BNamericas: Quando poderíamos esperar que esse segmento decolasse e há regiões ou tipos de edifícios específicos liderando o caminho?

Barraza: Para acelerar a adoção de bombas de calor, acredito que seja aconselhável adotar abordagens públicas e privadas. No segundo caso, para além dos programas de substituição de sistemas de aquecimento anteriormente mencionados, deverá ser promovida a instalação de bombas de calor para abastecimento de água quente e para sistemas de aquecimento central em novos edifícios públicos. Esta já é uma prática comum em novos hospitais.

Em termos do setor privado, as empresas de energia poderiam assumir um papel mais ativo e formar parcerias com empresas de construção para dar prioridade aos sistemas de bombas de calor em detrimento das caldeiras a gás em novos edifícios.