El año pasado Investigación de IEEFA Reveló que la electrificación podría reducir el uso de energía en procesos industriales, utilizando tecnología de bomba de calor que está disponible comercialmente hoy. Sin embargo, la adopción sigue siendo lenta en Australia, con solo un número muy pequeño de bombas de calor industriales (IHP) desplegadas aquí hasta la fecha. En contraste, Nueva Zelanda ya está muy por delante de su vecino más grande.
La Autoridad de Eficiencia Energética y Conservación de Nueva Zelanda (EECA) estima que ahora se ha capturado aproximadamente una cuarta parte del potencial del país para IHP. El cambio parece haber contribuido a una disminución material en Uso de carbón y gas en el sector de alimentos y bebidas del país. Entre 2019 y 2022 (el último año de datos disponibles), el uso del carbón en el sector de alimentos y bebidas disminuyó en un 12%y el uso de gas en un 21%, mientras que el uso de electricidad aumentó en un 7%.
Los éxitos logrados en Nueva Zelanda ofrecen una gama de aprendizajes útiles para Australia, si ahora se toman medidas decisivas.
Un enfoque integral fue clave para el éxito
El gobierno de Nueva Zelanda comenzó a apoyar el despliegue de IHPS en 2013 a través del Fondo de demostración tecnológicaque demostró IHP a temperaturas más bajas (60 ° C) en aplicaciones comerciales e industriales. El programa se ha movido progresivamente a temperaturas más altas a medida que la tecnología ha avanzado. En 2018El gobierno apoyó la demostración de un pequeño número de aplicaciones con temperaturas de 80-90 ° C. El programa proporciona un 50% de cofinanciación, con hasta NZ $ 500,000 (~ AU $ 450,000) de soporte para proyectos IHP.
El apoyo luego se trasladó a la implementación a través del Inversión gubernamental en la industria de descarbonización (Gidi) Fondo. El Fondo respaldó en un total de 83 proyectos con 35% de cofinanciación, en su mayoría descarbonizando el calor industrial a través de la eficiencia energética, la electrificación y el cambio de biomasa. Alrededor de 26-30 proyectos involucrados IHPSrecibir un total de NZ $ 40-45 millones en fondos del gobierno. Esto permitió que los pagos de los proyectos disminuyan lo suficiente como para desbloquear el capital interno.
Es importante destacar que el apoyo del gobierno no se limitó a proporcionar fondos para proyectos, sino que también incluía información y elementos de construcción de capacidad. El gobierno trabajó con expertos internacionales para compartir sus aprendizajes.; él asociado con universidades donde se requiere para observar cómo integrar mejor los IHP en los procesos y sitios industriales existentes; y se organizó capacitación y visitas al sitio. También invirtió en un equipo para interactuar con la industria, incluidos los administradores de cuentas dedicados para los 200 principales usuarios de energía, lo que fue útil para desarrollar una cartera de proyectos para programas gubernamentales.
El Acelerador de transición de energía Proporciona hasta el 40% y NZ $ 35,000 en cofinanciación para ayudar a las empresas a evaluar sus oportunidades para reducir las emisiones. La evaluación se basa en una revisión completa del equilibrio energético del negocio y proporciona una vía de descarbonización optimizada de costos, que las empresas pueden elegir implementar en su totalidad o progresivamente. Esto proporciona a las empresas una buena comprensión de dónde los IHP tienen o no tienen sentido para ellos.
El gobierno también ha invertido en el desarrollo de un conjunto de datos integral sobre el uso y los equipos de energía industrial. Ha desarrollado un detallado Energy End Use la base de datosque proporciona un desglose del uso de energía industrial por parte del sector, el tipo de combustible y el uso final, y alimenta el modelado nacional de escenarios de energía. También ha desarrollado un Base de datos regional de demanda de calorque muestra cómo y dónde los combustibles fósiles son utilizados por sitios de uso de calor de gran proceso, incluido un número estimado de calderas. Esta información se utilizó para desarrollar un Mapa del acelerador de transición de energía regionalque representa «importantes sitios de energía del lado de la demanda y suministro, con un enfoque regional». Estas herramientas están disponibles gratuitamente para que todos los usen. Dichos datos se pierden mucho en Australia.
Ahora, el Fondo de Demostración de Tecnología está viendo IHP que pueden proporcionar vapor o agua caliente a más de 100 ° Cque desbloqueará una gama de nuevas aplicaciones.
Los IHP tienen muchas aplicaciones financieramente atractivas, y no todas son complejas
Los IHP son particularmente atractivos para los procesos que usan enfriamiento y calefacción, ya que el calor de los desechos del proceso de enfriamiento se puede usar como una entrada al proceso de calefacción. Como tal, el sector de la carne es un lugar atractivo para comenzar, donde los IHP son particularmente rentables y tienen el potencial de reemplazar la gran mayoría del uso de combustibles fósiles. El sector de la carne representado Más de la mitad de los proyectos de IHP que han recibido apoyo GIDI. Otros proyectos continuaron en una variedad de sectores, como la fabricación de lácteos y otros procesos de alimentos, así como la fabricación de textiles.
En muchos casos, hubo más beneficios que simplemente la reducción de costos de energía. Los IHP son mucho más fáciles de correr que las calderas de combustible fósil y, Según EECA«no requiere La eliminación de cenizas, el manejo de combustible y otros costos operativos similares, y pueden requerir menos supervisión e intervención del operador ”. Los proyectos también han arrojado algunos beneficios de resiliencia, por ejemplo, al poder apagar una caldera de combustible fósil inestable, o al mantener tanto el IHP como la caldera original y así tener la opción de cambiar entre combustibles.
No todos los proyectos de IHP han sido complejos. Algunos sitios fueron para un rediseño y electrificación de procesos completos, pero esto se hizo principalmente cuando las calderas necesitaban ser actualizadas de todos modos. En muchos casos, un rediseño completo no era factible debido a la larga interrupción de producción que requeriría. Sin embargo, muchos sitios encontraron formas de integrar IHP en sus procesos existentes de una manera que podría reducir los costos y las emisiones. Por ejemplo, los IHP se pueden usar para calentar parte del agua que entra en calderas existentes o sistemas de agua caliente, reduciendo la cantidad de combustible fósil requerido para llevar el agua a su temperatura final. En este caso, es una integración muy fácil en un sistema existente, simplemente dejando caer el agua calentada por el IHP en el sistema de agua de entrada.
La capacidad de la red eléctrica es crucial, pero no es necesario que sea una barrera
Cuando se trata de esas aplicaciones IHP más incrementales, el tamaño del IHP a menudo se basa en la cantidad de capacidad disponible en la conexión de red eléctrica existente. Si bien el costo de actualizar la conexión generalmente no es prohibitivo cuando se trata de rediseño completo, puede ser así cuando se trata de proyectos más pequeños.
La innovación en los arreglos de conexión puede ayudar a reducir los costos de conexión evitando o minimizando el aumento de la red. En Australia, Essential Energy está preparando una prueba con consumidores industriales que tendrán una nueva carga eléctrica flexible, lo que les permite acceder a la capacidad de la red a través de un acuerdo de conexión dinámica. Este es un concepto similar a sobres operativos dinámicos (doe)Se utiliza para optimizar de manera flexible las exportaciones solares en la azotea según la capacidad de la red, pero para las cargas de electricidad. En lugar de tener un acuerdo para utilizar un nivel fijo de capacidad de red durante todo el año, las empresas tendrán un acuerdo para utilizar la capacidad de red disponible de manera dinámica. Para la gran mayoría del año, esto proporcionará acceso a un volumen mayor de lo que estaría disponible bajo un acuerdo fijo. En un pequeño número de días de demanda máxima de red, el acceso sería limitado.
Este tipo de disposición de conexión potencialmente desbloqueará la capacidad de la red requerida por las empresas industriales para electrificar, siempre que las empresas puedan ser flexibles con sus nuevas cargas y reducir su demanda de electricidad durante la demanda máxima de la red. Una forma de lograr esto es mediante el uso del almacenamiento de agua caliente en conjunto con IHPS, lo que puede suavizar la fuente de calor, ayudar a gestionar la demanda de la red y minimizar los costos de energía. Además de las bombas de calor, Essential Energy también está trabajando con los clientes que utilizan sistemas eléctricos de almacenamiento de energía térmica.
Cómo el apoyo del gobierno inició una nueva industria
Uno de los impactos clave de los diversos programas gubernamentales fue catalizar el desarrollo de una industria del IHP en Nueva Zelanda. Empresas de refrigeración son ahora los principales proveedores de IHP, respaldados por consultores especializados. Los IHP usan la misma tecnología que los sistemas de refrigeración, lo que hizo que las empresas de refrigeración fueran un ajuste natural. Contrataron o se asociaron con ingenieros de calefacción, y aprendieron a ensamblar e integrar la tecnología.
Fue complicado comenzar, dado que las primeras unidades eran completamente a medida. Sin embargo, ahora hay bastantes proyectos en funcionamiento, que han brindado a los proveedores y a los consumidores confianza en la tecnología. Los proveedores tienen una variedad de estudios de casos que pueden mostrar a las empresas interesadas.
La tecnología también sigue progresando. Por ejemplo, algunos IHP ahora están disponibles en modelos contenedores, que tienen un costo más bajo y con menor complejidad (pero pueden conducir a pequeñas caídas de eficiencia en algunos casos). Ahora que el programa GIDI ha cerrado, los proyectos de IHP todavía están avanzando en Nueva Zelanda sin ningún apoyo gubernamental.
Australia tiene mucho que aprender de Nueva Zelanda y puede beneficiarse de la capacidad desarrollada allí. En el contexto de Demanda inminente de exceso de gas en la costa este de AustraliaEs hora de comenzar a mirar en serio esas oportunidades.
Nota: La información disponible públicamente se complementó con entrevistas con ReflexiónNueva Zelanda Autoridad de eficiencia energética y conservación (Eeca) y Energía esencial En la preparación de este artículo.
