The Future of Heat Pumps in China 

A Roadmap towards Circular Economy of Albania

La calefacción representa casi el 20% del consumo de energía en la industria y los edificios de todo el mundo, y alrededor de una cuarta parte de las emisiones del sector energético. Los sectores de la construcción y la industria de China representan aproximadamente un tercio del consumo mundial de calor y, por tanto, tienen una gran influencia en las tendencias mundiales. El consumo de calor en los edificios ha crecido más rápido en China que en cualquier otro país durante la última década, convirtiendo a China en el segundo mercado más grande de calefacción de espacios y agua en edificios hoy en día, sólo por detrás de Estados Unidos, con una demanda de energía para estos dos usos de alrededor de 12 EJ. Esta tendencia no muestra signos de desaceleración, dado que la adopción de equipos de calefacción en China sigue aumentando. En las industrias chinas, el consumo de calor creció un 13% entre 2010 y 2022, alcanzando los 38 EJ. Casi el 20% corresponde a calor de baja y media temperatura, por debajo de 200 °C, que es el rango más adecuado para las aplicaciones de bombas de calor. El consumo de calor por debajo de 200 °C creció un 7% durante el mismo periodo, y su cuota en la demanda global aumentará a medida que China se oriente hacia industrias de mayor valor añadido. En la actualidad, el suministro de calefacción en China depende en gran medida del carbón. El uso directo de carbón para el suministro de calor representa alrededor de la mitad del uso final de energía para calefacción en edificios y en la industria. Si se incluye el carbón utilizado en la calefacción urbana y para generar electricidad destinada a la calefacción de edificios e industrias, el suministro de calor es responsable del 40% de las emisiones nacionales de CO2 y del uso de carbón en China. Sin embargo, este porcentaje ha descendido más de un 5% en la última década, gracias a las políticas de mejora de la calidad del aire, reducción de las emisiones de CO2 y maximización de la eficiencia energética. Las ventas de bombas de calor están experimentando un impulso sin precedentes en todo el mundo. Las ventas mundiales de bombas de calor han aumentado casi un 30% desde 2020, aunque se ha producido un descenso del 3% en 2023. China -actualmente el mayor mercado mundial de bombas de calor para edificios- representa más de una cuarta parte de las ventas mundiales, y en 2023 China fue el único mercado importante en el que las ventas de bombas de calor crecieron, un sólido 12%. Las bombas de calor que ya se comercializan en China ofrecen una de las opciones más eficientes para descarbonizar el calor en las redes de calefacción urbana, los edificios y la industria. El uso de bombas de calor para la producción de agua caliente sanitaria está emergiendo, sobre todo en zonas urbanas y edificios comerciales, pero el mercado del calentamiento del agua sigue dominado por los calentadores eléctricos convencionales y las calderas de gas. Las bombas de calor consumen de media entre tres y cinco veces menos energía que los calentadores eléctricos o las soluciones basadas en combustibles fósiles, aunque su uso en la industria y la calefacción urbana sigue siendo poco frecuente, en parte debido a la escasa concienciación y a los costos iniciales. Adquirir una bomba de calor suele ser rentable a largo plazo en comparación con otras soluciones, pero los elevados costos iniciales siguen siendo un obstáculo. 

En China, las bombas de calor aire-aire son ya la opción de calefacción más competitiva en costos a lo largo de su vida útil en algunos climas más fríos y en ciudades con veranos calurosos e inviernos fríos, donde cubren tanto las necesidades de calefacción como de refrigeración. Las bombas de calor aire-agua, por su parte, ofrecen ahorros de por vida en comparación con los calefactores eléctricos, que cuestan menos por adelantado, pero tienen una eficiencia baja. En cambio, las bombas de calor aire-agua son más caras que las calderas de gas y sólo ofrecen ahorros durante su vida útil en zonas con una relación competitiva entre el precio de la electricidad y el del gas. Los costos iniciales de las bombas de calor industriales son más de seis veces superiores a los de las calderas de gas, pero a lo largo de su vida útil ya son mucho más baratas que las calderas de gas y eléctricas, y casi competitivas en costos con las calderas de carbón, gracias a su alta eficiencia. El mayor potencial de las bombas de calor descentralizadas en edificios se encuentra en la China rural y en las zonas urbanas de las regiones meridional y central, aunque también se espera un crecimiento en los edificios nuevos de la China urbana septentrional. En la EPA, se prevé que la capacidad de las bombas de calor en estas zonas se duplique con creces para 2030 y se quintuplique para 2050. En zonas de clima templado, o con veranos calurosos e inviernos fríos, se espera que la cuota de las bombas de calor aire-aire reversibles crezca con el aumento de la adopción de equipos de calefacción. También se espera que crezca el mercado de bombas de calor aire-agua, sobre todo en los edificios nuevos del norte de China, donde los códigos energéticos de construcción más estrictos favorecen la adopción de bombas de calor. En las zonas rurales, las ventas de bombas de calor aire-agua se multiplicarán por siete de aquí a 2050 en la EPA, y las unidades aire-aire diseñadas para calefacción de espacios experimentarán un crecimiento aún mayor. Será necesario un mayor conocimiento de las tecnologías de bombas de calor y sus aplicaciones, junto con una instalación cualificada, para garantizar un funcionamiento eficiente. En todos los sectores industriales, el mayor potencial de las bombas de calor es satisfacer la demanda de calor a temperaturas inferiores a 200 °C. El uso de calor a baja y media temperatura está muy extendido en las industrias ligeras, en la producción de pasta y papel y en el sector químico. En la actualidad, estos sectores representan más de un tercio del consumo industrial de calor en China, pero son responsables de más de tres cuartas partes del consumo de calor por debajo de 200 °C. Un potencial de 175-280 GW -suficiente para cubrir alrededor del 15% de la demanda actual de calor en esas industrias- podría abastecerse teóricamente ya hoy con bombas de calor. En la EPA, se instalarán unos 1,5 GW de bombas de calor en industrias ligeras cada año entre 2025 y 2050 para abastecer aproximadamente el 20% de la demanda de calor en 2050. Sin embargo, en los planes de descarbonización de la industria se presta poca atención a las bombas de calor y es difícil normalizarlas, puesto que deben adaptarse a procesos industriales específicos, lo que limita las posibilidades de reducir los costos de los equipos. En este sentido, será importante seguir apoyando el desarrollo de diseños avanzados de bombas de calor para aplicaciones industriales a menor costo. Las bombas de calor aplicadas a las redes de calefacción urbana ofrecen oportunidades para seguir descarbonizando el calor. Ya se han instalado algunas bombas de calor a gran escala en las redes de calefacción urbana del norte de China, aunque más del 80% de la producción de calor sigue dependiendo del carbón. 

Las bombas de calor también permiten recuperar el calor residual. China ha promovido sistemáticamente la recuperación de calor residual en sectores industriales como el cemento, y dispone de otros recursos de calor residual con temperaturas inferiores a 50 °C que podrían aprovecharse integrando bombas de calor a gran escala en sistemas de calefacción urbana y agrupaciones industriales. En 2050 se dispondrá de casi 20 EJ de calor residual procedente de centrales térmicas, industrias, centros de datos y plantas de aguas residuales, dos tercios de los cuales serían adecuados para la integración de bombas de calor, lo que corresponde a una capacidad de bombeo de calor de 650 GW, 20 veces el potencial dentro de las industrias ligeras. En la actualidad, a los pequeños agentes industriales les resulta especialmente difícil desarrollar un argumento económico para aplicar estrategias de recuperación de calor residual y coordinarse eficazmente con otros usuarios y productores térmicos para identificar oportunidades de conexión a redes comunes de calefacción urbana. La acción gubernamental para superar estas barreras será clave para explotar aún más el potencial de recuperación del calor residual. Las opciones de calefacción en la República Popular China (en lo sucesivo, «China») tienen una gran influencia en las tendencias mundiales de calefacción. China es responsable de casi el 33% del consumo mundial de calor, con una cuota del sector industrial de hasta el 40% y del sector de la construcción de alrededor del 20%. Hoy en día, la calefacción en China depende en gran medida del carbón, aunque su porcentaje en la mezcla de calefacción ha disminuido en la última década como parte de un cambio impulsado por la política de abandono del carbón para calefacción. La electrificación a través de bombas de calor puede ser una palanca clave para la descarbonización de la calefacción, y las ventas han aumentado en los últimos años en China, impulsadas por la creciente demanda de calefacción y agua caliente, y las políticas de calefacción limpia. China es el mayor fabricante de bombas de calor en edificios y las bombas de calor instaladas en edificios chinos tienen hoy una capacidad combinada de más de 250 GW, con un importante potencial de crecimiento. Aunque la adopción en la industria sigue siendo limitada, varios sectores industriales tienen potencial para el despliegue de bombas de calor a corto plazo. El despliegue de bombas de calor en redes urbanas de calefacción también está ganando atención. Este informe ofrece una visión general de la situación de las bombas de calor en los edificios, la industria y la calefacción urbana en China, y examina el potencial para acelerar aún más el despliegue. Las bombas de calor pueden desempeñar un papel importante en la consecución del objetivo de China de que las emisiones de CO2 alcancen su punto máximo antes de 2030 y lograr la neutralidad de carbono antes de 2060, y este informe destaca las oportunidades clave para aumentar su adopción.

 

El informe analiza el papel crucial que las bombas de calor desempeñarán en la transición energética de China hacia un sistema más limpio y eficiente. China se enfrenta a desafíos significativos en cuanto a la demanda de calefacción y refrigeración, impulsada por un crecimiento urbano rápido y una creciente clase media. Las bombas de calor tienen el potencial de desempeñar un papel fundamental en la reducción de la intensidad energética y las emisiones de carbono en el sector de la calefacción y refrigeración, así como en la integración de energías renovables. El informe destaca que, a pesar del crecimiento rápido de la tecnología de bombas de calor en China, sigue habiendo barreras significativas para su adopción generalizada. Estas barreras incluyen la falta de conocimiento público sobre las bombas de calor, la percepción de que son caras en comparación con los sistemas tradicionales y la falta de un marco regulatorio claro y políticas de apoyo. Sin embargo, el informe también identifica una serie de oportunidades clave para impulsar la adopción de bombas de calor en China, incluida la integración de las bombas de calor en los edificios de manera más efectiva, el fomento de la investigación y el desarrollo en tecnologías de bombas de calor y la promoción de políticas y regulaciones favorables. En general, el informe concluye que las bombas de calor tienen el potencial de desempeñar un papel importante en la transición energética de China, especialmente en el sector de la calefacción y refrigeración. Sin embargo, para que este potencial se materialice, será necesario abordar las barreras identificadas y aprovechar las oportunidades clave identificadas en el informe. Esto requerirá un enfoque coordinado y colaborativo entre el gobierno, la industria y otros actores relevantes para promover activamente el uso de bombas de calor en China.

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