O maior desafio para atingir net-zero até 2050: calor de descarbonização

© Victor Labzin

O professor Martin Freer, diretor do Instituto de Energia de Birmingham, Universidade de Birmingham, detalha suas idéias sobre como superar nosso maior desafio para atingir zero líquido até 2050

O calor é a maior fonte única de emissões de carbono do Reino Unido, respondendo por mais de um terço da produção do país, enquanto a descarbonização do calor é um dos desafios mais significativos para atingir emissões líquidas zero até 2050.

Para superar esse desafio, o governo do Reino Unido está desenvolvendo uma Estratégia de Calor e Construção e introduzindo novos padrões, como a exigência de que as casas recém-construídas sejam preparadas para o futuro com aquecimento de baixo carbono, mas esse foco não pode ser apenas nas propriedades recém-construídas. Um relatório de política da Universidade de Birmingham e do CBI sugere que 25 milhões de casas devem ser convertidas para aquecimento de baixo carbono se quisermos atingir as metas líquidas de zero do Reino Unido.

net-zero em 2050, birmingham energy

A descarbonização do calor em 25 milhões de lares no Reino Unido apresenta um desafio adicional, pois o calor é gerado casa a casa. A diversidade de tipos de habitação, padrões de isolamento térmico e conectividade com a rede significa que não existe uma solução única para todos. Será vital para empresas, governo, reguladores e comunidades trabalharem juntos para moldar as políticas e os mecanismos de entrega que serão necessários.

Opções de tecnologia

As soluções de aquecimento potenciais incluem a implantação de bombas de calor, caldeiras de hidrogênio, aquecimento urbano e outros. As bombas de calor podem obter calor do solo ou do ar e até ser de uma geração híbrida que continua a explorar a combustão de gás natural. A implantação em larga escala de bombas de calor representaria uma demanda significativa na geração de eletricidade nacional e nas redes locais de eletricidade, ambas exigindo ampliação e reforço. Além disso, a instalação e operação de bombas de calor exigirão melhorias significativas no treinamento de instaladores de sistemas de aquecimento e mudanças nas expectativas dos clientes. A geração de calor por uma bomba de calor, ao contrário do imediatismo de uma caldeira a gás, é lenta e constante. A instalação de bombas de calor requer um projeto cuidadoso de todo o sistema de aquecimento e isolamento térmico. Os clientes precisarão mudar a maneira como esperam aquecer suas casas. O hidrogênio tem o potencial de ser mais simples, pois a injeção de hidrogênio na rede de gás usa a infraestrutura existente, embora nem toda ela seja adequada.

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Além disso, uma caldeira de hidrogênio não é tão diferente de uma caldeira a gás convencional. Um desafio muito significativo é gerar hidrogênio de baixo custo e baixo teor de carbono suficiente. O aquecimento distrital, por outro lado, tem sido utilizado por décadas, senão milênios, e há muitos esquemas nacionais de aquecimento distrital que normalmente são comercialmente viáveis ​​em regiões de alta densidade populacional. Cada vez mais, o desafio do aquecimento urbano é fornecer calor com baixo teor de carbono, uma vez que a geração normalmente ocorre por meio da combinação de aquecimento e geração de energia a gás natural. Qualquer que seja a solução de aquecimento, é vital que seja entregue em conjunto com melhorias no isolamento térmico e eficiência energética nas residências do Reino Unido.

Mecanismos de entrega local

O mecanismo pelo qual as novas soluções de aquecimento serão fornecidas também pode ser complexo. É provável que seja impulsionado pelo mercado com um forte elemento de escolha do cliente, mas para que os clientes possam escolher, a infraestrutura certa deve estar disponível – ou seja, a rede elétrica local deve ter a capacidade, uma rede de gás hidrogênio desenvolvida ou uma rede de aquecimento urbano instalada. É altamente improvável que seja esse o caso e, portanto, a escolha pode ser restrita a um tipo particular de bomba de calor ou caldeira de hidrogênio do fabricante. Pode haver um nível de exigência local sobre o qual a tecnologia de aquecimento deve ser adotada e, certamente, para fazer tudo isso funcionar, um nível de planejamento local.

O desenvolvimento de planos locais e regionais é essencial para garantir que a infraestrutura existente seja aproveitada com as soluções de menor custo e menor impacto fornecidas. Esses planos dão à indústria a confiança para investir e podem ser integrados a um plano nacional de entrega, que estabelece a escala para geração adicional de eletricidade e hidrogênio.

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Um elemento-chave para fazer com que tudo isso funcione será o desenvolvimento de projetos-piloto em grande escala para construir a confiança do consumidor, estabelecendo programas que podem entregar e fornecer uma escala de oportunidades que permite às empresas investir na fabricação de bombas de calor e caldeiras de baixo carbono. Atualmente, apenas um punhado de bombas de calor são instaladas por ano e há uma necessidade de um aumento massivo para milhões. Além disso, há uma escassez de engenheiros de aquecimento de baixo carbono qualificados e, portanto, a necessidade de um programa de habilidades massivo.

A necessidade de um organismo nacional de entrega

À luz dessa complexidade extraordinária, a recente comissão de política de aquecimento do CBI-University of Birmingham, presidida por Lord Bilimoria, recomendou que deve haver um órgão nacional de distribuição de aquecimento. Este Organismo Nacional de Distribuição (NDB) seria um órgão independente e imparcial trabalhando com o governo na criação, coordenação e entrega de um programa nacional abrangente de descarbonização de calor. Crucialmente, o programa deve ser formulado localmente e executado pelas autoridades locais, que irão alinhar seu próprio plano local e energético com o programa nacional. Os membros desse órgão seriam compostos por especialistas independentes, da indústria, organizações como o Ofgem e grupos de consumidores, e seriam liderados por um presidente com responsabilidade de reportar ao governo.

Isso seria sustentado por um acordo criando um acordo e compromisso entre as partes e formando a base para a indústria concordar em trabalhar coletivamente para entregar a transição térmica. Seria responsabilidade do NDB assegurar que a escala de fabricação, a entrega de treinamento e habilidades e a coordenação dos planos regionais em um plano de entrega nacional. Dada a escala e a complexidade de fornecer a descarbonização do calor e as escalas de tempo incrivelmente curtas envolvidas, é improvável que uma transição para o aquecimento de baixo carbono possa ser fornecida de outra forma.

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Obviamente, um órgão de entrega nacional só pode ter impacto limitado sem algum tipo de braço de entrega. É proposto um Centro Nacional de Descarbonização de Calor (NCDH) que coordenaria a entrega de habilidades e treinamento, trabalhando com a indústria para apoiar o aumento da produção e o desenvolvimento das cadeias de abastecimento do Reino Unido. O NCDH estabeleceria padrões e padronização, coordenando vários pilotos nacionais e ajudando a garantir financiamento para a execução de tais projetos.

Foi proposto que o NCDH seria baseado em Tyseley Energy Park, em Birmingham. Midlands é o lar de muitos fabricantes de caldeiras, tem organizações como a Energy Research Accelerator, a Energy Systems Catapult e o Manufacturing Technology Center – parte da High Value Manufacturing Catapult. O Tyseley Energy Park tem fontes de eletricidade de baixo carbono, calor residual da energia de usinas de resíduos e planos para aumentar a produção de hidrogênio. Também fica em uma comunidade com algumas das moradias nacionais mais pobres e níveis significativos de pobreza energética. São essas comunidades que precisam estar na frente da fila de nivelamento.

É claro que o nível de coordenação proporcionado por um Organismo Nacional de Distribuição e um Centro Nacional de Descarbonização de Calor será essencial se o Reino Unido pretende chegar perto de cumprir seu compromisso de zero líquido até 2050.

* Observação: este é um perfil comercial

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