La actual invasión de Ucrania ha puesto de manifiesto que Europa tiene una alta dependencia del gas. Se trata de la segunda fuente de energía del continente, con el agravante de que, además, el 90% de lo que se consume proviene del extranjero.

De ahí que, organismos como la Agencia Internacional de la Energía recomienden apostar por la electrificación de la calefacción a través de las bombas de calor, ya que no solo permitiría que Europa se independizara del gas ruso, sino que nos pondría en el camino para lograr los objetivos de descarbonización planteados para el año 2050.

No obstante, la tarea es ardua, y progresa más lenta de lo esperado, ya que, para lograr esa meta deben instalarse 1.800 millones de bombas de calor en edificios para el año 2050, lo que permitiría cubrir el 55% de la demanda de energía de calefacción a nivel global. Y si lo comparamos con el estado del mercado en el año 2020, únicamente se habían instalado 180 millones de bombas de calor, que aportaban, solamente, el 7% de la energía destinada a la calefacción.

Es más, en la carrera por alcanzar los objetivos de la AIE, el Viejo Continente ni siquiera se encontraba entre los que encabezaban la lista; la mayoría de las bombas de calor instaladas se situaban en China (con el 33%), seguido por Norteamérica (el 23%), y con Europa en tercera posición (con el 12%).

Además, los datos revelaban que la cuota de mercado de estas instalaciones tenía una mayor penetración en los países más fríos. De ahí que el 60% de las bombas de calor se instalaran en Noruega, el 43% en Suecia, el 41% en Finlandia y el 34% en Estonia.

Máximo histórico en ventas de bombas de calor en 2021

Sin embargo, esta desaceleración respecto del año anterior que suponía un crecimiento de tan solo el 3% en 2020 –influenciada, en parte, por la pandemia- experimentó una fuerte recuperación el pasado año 2021, logrando -según la Asociación Europea de Bombas de Calor- un 34% de crecimiento en ventas de bombas de calor en Europa; una cifra nunca antes alcanzada.

En total, se vendieron 2,18 millones de bombas de calor en 21 países (560.000 unidades más que el año anterior), aunque tan solo 10 países cubrían el 87% del total de las ventas: Francia, Italia, Alemania, España, Suecia, Finlandia, Noruega, Polonia, Dinamarca y Países Bajos, respectivamente.

Este récord, según Thomas Nowak, secretario general de la Asociación Europea de Bombas de Calor, se debe principalmente a tres razones: en primer lugar, por las políticas europeas que impulsan a los gobiernos a apostar por estrategias para la descarbonización de la economía; en segundo lugar, por los avances que se han producido en la tecnología asociada a las bombas de calor; y, por último, por el efecto del confinamiento derivado de la pandemia, que ha hecho que los ciudadanos se planteen mejorar el confort en sus hogares.

Sin embargo, a pesar de este récord histórico, todavía la cifra total se sitúa en unos 17 millones de bombas de calor instaladas; cifra que no resulta reseñable si se compara con los 20 millones de calderas de gas instaladas tan solo en Alemania.

¿Cuáles son, entonces, los impedimentos para el despliegue masivo de las bombas de calor?
 

Ayudas para el despliegue de las bombas de calor

Alcanzar las cifras propuestas por la Agencia Internacional de la Energía supone asistir a una trayectoria de crecimiento tan ambiciosa que por sí sola sería muy difícil de lograr. Se requiere de incentivos financieros, políticas energéticas y marcos regulatorios que la acompañen en el proceso.

1. INCENTIVOS FINANCIEROS Y POLÍTICAS ENERGÉTICAS

Las bombas de calor usan electricidad para mover el calor del aire del exterior al interior de un edificio en un proceso tan eficiente que es capaz de entregar de tres a cuatro unidades de calor por cada unidad de electricidad necesaria para que funcionen. Eso significa que el ahorro energético a medio plazo es muy alto.

Sin embargo, la inversión inicial que se requiere para la instalación de una bomba de calor, hace que no esté al alcance de todas las personas. De manera que, para que las bombas de calor sean más asequibles y lleguen a todos los estamentos de la sociedad, son necesarias exenciones fiscales o subsidios para incentivar a los propietarios a apostar por esta tecnología.

En este sentido, la Comisión Europea ha lanzado la iniciativa REPowerEU, que, entre otras medidas, pretende instalar 30 millones de nuevas bombas de calor para 2030, suponiendo un ahorro de 35 mil millones de metros cúbicos de consumo de gas al año.

Además, establecer políticas energéticas para los edificios ya existentes, mediante el desarrollo de códigos energéticos que favorezcan aquellos que sean más eficientes, también aceleraría la conversión a la electricidad.

Y es que, aunque las bombas de calor sean una posible respuesta para reducir la dependencia de Europa del gas, instalarlas en hogares que no sean eficientes podría provocar una sobrecarga de la red eléctrica, al tener que elevar la demanda de electricidad para obtener unos niveles óptimos de confort en el hogar. De ahí que mejorar el aislamiento de los edificios se considere un requisito previo a la instalación de bombas de calor.

2. MARCOS REGULATORIOS

Por otro lado, una acción regulatoria como la prohibición de las calderas de gas en viviendas de nueva construcción, también favorecería el cambio a favor de las bombas de calor.

Algunos países europeos ya han empezado a establecer limitaciones a la calefacción a base de combustibles fósiles, no solo en edificios nuevos sino también en los ya existentes.

Es el caso del gobierno alemán que ha anunciado que, a partir de 2026, todos los sistemas de calefacción deberán funcionar, al menos, con un 65% de energía renovable. Por su parte, países como Dinamarca, Noruega, Suecia y Finlandia, han anunciado prohibiciones a aquellos sistemas de calefacción basados en petróleo. Al igual que Irlanda, Flandes (Bélgica) y Austria, que han prohibido las calderas de gasóleo en los edificios de nueva construcción, y Países Bajos que ya no permite que los nuevos hogares se conecten a la red de gas.

Menos emisiones de gases de efecto invernadero

Todas las medidas mencionadas ayudarán, sin lugar a dudas, a la proliferación de las bombas de calor. Pero no solo eso, sino también a alcanzar el objetivo de cero emisiones netas en 2050, ya que, como se ha mencionado anteriormente, las bombas de calor entregan entre 3-4 unidades de calor por unidad de energía (en contraposición de las calderas de gas que entregan 0,9 unidades de calor por unidad de energía), reduciendo así la demanda de energía y mitigando su impacto en cuanto a emisiones.

De hecho, una bomba de calor instalada en una vivienda evita que se emitan 1313 kg de CO₂ al año. Lo cual significa que, en menos de un año y medio, una bomba de calor comienza a ahorrar emisiones de carbono en comparación con una caldera de gas.

Bombas de calor con sistemas de almacenamiento para evitar la sobrecarga de la red

A pesar de que las bombas de calor se sitúen como la solución tecnológica para luchar contra el cambio climático, al mismo tiempo, conectar 1.800 millones de bombas de calor podría poner en riesgo la estabilidad de la red y provocar una saturación eléctrica, especialmente en los núcleos urbanos más aislados.

De ahí que se esté apostando por nuevas estrategias tecnológicas que pueden resolver este problema sin perjudicar al despliegue de las bombas de calor ni disminuir el nivel de confort de los usuarios: los sistemas de almacenamiento térmico avanzados.

Se trata de una solución de bajo coste que puede adaptarse de manera simple al funcionamiento de una bomba de calor y que ofrece una solución de climatización altamente gestionable y eficiente, que ayuda a desacoplar la necesidad de calor del consumo eléctrico.

Aunque los sistemas de almacenamiento térmico más sencillos y económicos se basan en un simple tanque de agua, los retos asociados a las limitaciones de espacio en las viviendas han provocado que se esté trabajando en soluciones avanzadas más compactas que se basan en los principios de los materiales de cambio de fase (PCM), ofreciendo densidades de almacenamiento de energía de 3 a 5 veces mayores que las que ofrece el agua.

El propio área de Soluciones de Energía térmica de CIC energiGUNE está trabajando intensamente en el desarrollo de un sistema de climatización para edificios basado en una bomba de calor más almacenamiento con materiales de cambio de fase. Concretamente, ha desarrollado un modelo computacional, junto con la empresa Airlan, que permite determinar con precisión la mejora energética y económica que aporta la incorporación de un sistema de almacenamiento a la bomba de calor. Gracias a ello, el sistema puede almacenar el calor producido en los periodos de baja demanda, para hacer uso del mismo en los momentos más fríos del día, desplazando, así, los picos de demanda.

Como resultado de este desarrollo, se ha comprobado que gracias a estos sistemas de almacenamiento  se disminuye el riesgo de saturación de la red eléctrica y ayuda a alcanzar el objetivo de descarbonizar los sistemas de climatización a nivel global.