Uma nova investigação realizada na Áustria comparou diferentes técnicas industriais de geração de calor e concluiu que as bombas de calor alimentadas por energia eólica ou solar são a solução mais barata e mais amiga do ambiente.
Imagem: Johannes Kepler Universität Linz, Produção e Consumo Sustentáveis. CC POR 4.0
Uma equipa de investigação da Universidade Johannes Kepler de Linz, na Áustria, sugeriu que os decisores políticos subsidiassem projectos industriais que utilizam bombas de calor para gerar vapor com uma tarifa de 3 euros (3.2 dólares) por gigajoule (GJ). Este é o resultado de uma análise de preços do impacto ambiental de diferentes técnicas de vapor, que concluiu que as bombas de calor que funcionam com energias renováveis são as menos dispendiosas. “Tendo em conta os 43.20 Terajoules (TJ) produzidos ao longo da vida útil da central, poderia ser pago um subsídio de 129,600 euros”, afirmaram os investigadores.
Embora a pesquisa tenha se concentrado na energia eólica como fonte renovável de eletricidade, disse o coautor Lukas Zeilerbauer revista pv que o uso da energia solar deve produzir resultados muito semelhantes. “A energia fotovoltaica geralmente tem um impacto maior no potencial de aquecimento global do que a energia eólica, mas é claro que ainda é muito menor do que as fontes de energia fósseis”, disse ele. “A energia fotovoltaica apresenta um preço sombra de € 1.46 (US$ 1.58), então é quase o mesmo que a energia eólica.”
No artigo “Avaliação do ciclo de vida e custo sombra do vapor produzido por uma bomba de calor de alta temperatura de tamanho industrial”, publicado em Produção e Consumo Sustentáveis, os cientistas explicaram que utilizaram Avaliações do Ciclo de Vida (LCA) para comparar diferentes técnicas de geração de vapor utilizadas em escala industrial, incluindo bombas de calor de alta temperatura (HTHPs). Outras técnicas de produção de vapor incluem processos de vapor-biogás, processos de biomassa sólida e outros processos baseados em gás natural e óleo combustível leve.
Os pesquisadores consideraram dois cenários diferentes, um em que o vapor é produzido com pressão de 2 bar e outro com pressão de 5 bar. Para ambos os cenários, levaram em conta a utilização de energia eólica ou de rede.
“O problema com os métodos de ACV é que geralmente consistem em mais de dez categorias de danos e, portanto, resultados diferentes que lidam com áreas diferentes, e é difícil encontrar factores de ponderação entre estes resultados muito diferentes”, explicou o grupo de investigação. “No entanto, os especialistas propuseram a utilização de valores monetários desde o início. Uma dessas abordagens é o preço sombra, que tem a ideia subjacente de que no final um governo, representando o seu povo, tem de ‘reparar’ os danos ambientais e está, portanto, interessado em mitigar esses custos.”
Não surpreendentemente, os académicos descobriram que a combinação de bombas de calor com energia eólica tem o custo mais baixo de 1.44 euros por GJ no cenário de 2 barras e de 2.24 euros no caso de 5 barras. A mudança da energia eólica para a rede espanhola resultou em preços de LCA de 3.83 euros e 6.23 euros, respetivamente. Em comparação, a utilização de biomassa sólida para o processo de vapor teve um preço ambiental de 17.2 euros por GJ e o óleo combustível leve custou 9.81 euros.
Imagem: Johannes Kepler Universität Linz, Produção e Consumo Sustentáveis. CC POR 4.0
Analisando mais profundamente os efeitos ambientais dos diferentes métodos, a investigação encontrou o melhor cenário para reduzir 98% das emissões de gases com efeito de estufa. No entanto, outras medidas ambientais apresentaram resultados mais mistos, uma vez que, por exemplo, os resultados relacionados com a toxicidade flutuaram entre as bombas de calor e os parâmetros de referência.
“Uma descoberta inesperada foi que o fluido de trabalho e o seu vazamento não tiveram uma contribuição significativa para o potencial de aquecimento global, mas foram quase os únicos responsáveis pelo potencial de destruição da camada de ozônio”, destacaram os pesquisadores. Eles assumiram o uso do R134a como fluido de trabalho, por ser o único com informações disponíveis na literatura acadêmica de ACV.
O HTHP examinado neste estudo foi projetado para implementação na linha de decapagem de uma siderúrgica na Espanha. Possui capacidade nominal de fornecimento de calor de 250 kW e inclui um tanque flash personalizado para geração de vapor, bem como uma bomba de circulação.
“Embora a bomba de calor geradora de vapor considerada neste estudo tenha sido projetada para ser implementada na linha de acabamento de uma usina siderúrgica, os resultados deste estudo podem ser aplicados a muitos outros setores industriais, já que o vapor é um transportador de calor universal para muitos setores industriais. processos”, explicaram os acadêmicos. “Esta bomba de calor pode ser usada em qualquer outro processo que requeira vapor de baixa pressão de até 5 bar.”
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