ウィスコンシン州の人々がヒートポンプに関して尋ねる 3 つの質問

ウィスコンシン州の公共事業を規制するウィスコンシン州公共サービス委員会は現在、同州のエネルギー効率と再生可能プログラム「フォーカス・オン・エネルギー」が地元のヒートポンプ市場の発展にどのような役割を果たすかを決定している。 ヒートポンプは、ウィスコンシン州の寒冷気候でも優れた性能を発揮する、暖房と冷房のための効率的で気候に合わせたソリューションです。 化石燃料炉を置き換えることにより、ヒートポンプは将来のガスインフラコストを軽減し、健康に直接影響を与える屋内および屋外の空気の質を改善することにも役立ちます。

ウィスコンシン州の家庭の 80% が依然として暖房のために化石燃料を燃やしているため、ウィスコンシン州の住民はヒートポンプについて疑問を抱いています。 この記事では、このテクノロジーに関してウィスコンシン州の意思決定者から寄せられた上位 3 つの質問に対する回答を提供します。 これらの重要な問題に今すぐ取り組むことで、ウィスコンシン州は、手頃な価格で気候に適応した、回復力のある建築分野を確保するための正しい判断を確実に下すことができます。

このテクノロジーの概要については、このヒート ポンプ 101 リソースを確認してください。

はい、現在ウィスコンシン州に設置されているヒートポンプは、ガス炉またはプロパン炉よりも生涯排出量が少ないです。

ヒートポンプは、熱を生成するのではなく熱を移動させるため、化石燃料炉や従来の電気抵抗加熱技術よりも本質的に効率的です。 私たちの分析によると、ウィスコンシン州が 2050 年までに 95% カーボンニュートラルになると仮定すると、Energy Star の最低効率を満たすすぐに入手可能なヒートポンプは、ガス炉よりも生涯排出量が約 30% 少なくなることがわかりました。この仮定は、現在の電力会社の取り組みよりも保守的です。 2050 年までに 100% カーボンニュートラルになる。より高性能のヒートポンプにより、生涯節約量は約 50% に増加します。 高性能ヒートポンプ技術は過去 10 年間で大幅に改善され、以前よりもはるかに低い温度でのパフォーマンスが向上しました。 この性能の向上と送電網における再生可能エネルギーの割合の増加により、ウィスコンシン州ではヒートポンプが効果的な気候ソリューションとなっています。

注: 標準的なガスとプロパンの排出値を使用して、平均寿命排出量は 90 パーセントの AFUE プロパン炉と 95 パーセントの AFUE ガス炉で推定されます。 ヒートポンプの排出量は、NREL のウィスコンシン州の電力網に対する 95x50 の標準シナリオと、ウィスコンシン州の天候に基づく加重暖房季節成績係数 (COPh) を使用して推定されます。エネルギー スターと高性能ヒートポンプはそれぞれ 3.00 と 3.97 です。出典: RMI

はい、ウィスコンシン州の主要なユースケースにおいて、ヒートポンプはすでにコスト競争力があります。

毎年恒例の冬の公共事業の停止猶予期間が4月に終了する中、ウィスコンシン州の住民は現在、公共料金の支払い方法について深刻な懸念に直面している。 こうした懸念は最近の天然ガス価格の上昇によってさらに悪化しており、ウィスコンシン州の電力会社はこれが光熱費の値上げにつながると警告している。 ヒートポンプは効率が高く、安定した電気料金を活用しているため、ウィスコンシン州公共サービス委員会（PSC）の調査では、重要な状況においてヒートポンプがすでに住民のコストを削減できることが判明しています。

1.新築：全電化住宅の新築は、開発業者が一戸建て住宅で 5,000 ドル規模になることもある敷地内のガスインフラコストを回避できるため、混合燃料住宅を建設するよりも初期費用が安くなります。

2. プロパン、電気抵抗、およびガスの改修:PSC ヒートポンプのレポートによると、暖房にプロパンや電気抵抗などの配達燃料を使用しているウィスコンシン州の 30 万世帯は、ヒートポンプに切り替えることで費用を節約できる可能性があります。

ヒートポンプは安定した電力料金を活用できる高効率技術であるため、これら 2 つの状況において経済的な利点があります。 ヒートポンプは電気抵抗熱に比べて効率が優れているため、家庭の光熱費を年間最大 700 ドル節約できます。 プロパン炉やガス炉と比較して、ヒートポンプの効率はほぼ 3 倍です。 こうした効率の向上とプロパン燃料のコストの高さにより、プロパンからヒートポンプに切り替えた家庭では年間 500 ドル以上の節約が見込めます。

ガス価格の安さにより、長年にわたり顧客にとってガスは低コストの選択肢となってきましたが、ここ数カ月のガス価格の急激な上昇により、ガスの経済的魅力は低下しています。 たとえば、州最大のガス会社の 1 つであるウィスコンシン・ガスの顧客は、2022 年 5 月に 2021 年 10 月よりも 24 パーセント多くガス料金を支払いました。ガス価格は長年上昇傾向にあり、ウィスコンシン・ガスの顧客は 2021 年冬に 34 パーセント多く支払いました。 2018-19年冬より22年。

3. エアコンとガス炉の交換:気候変動の影響で夏の気温が上昇するにつれ、より多くの人が信頼性の高いエアコンを必要とするでしょう。 化石燃料炉とは異なり、ヒートポンプはスペースヒーターと空調ユニットの両方として機能します。 PSC が委託したヒートポンプの調査では、ヒートポンプのコストが炉と AC ユニットを別々に購入する場合の 4 分の 1 であることが判明しました。

ヒートポンプの短期的な導入により、発電能力のニーズに影響を与えることなく、ガスインフラへの投資を削減できます。

2021年11月、ウィスコンシンPSCは3億7000万ドルのガス貯蔵施設を承認した。 この多額の費用がかかるプロジェクトは、年間約 14,000 世帯にサービスを提供する能力があります。 ウィスコンシン州が代わりに電気ヒートポンプに投資すれば、このような高価なガスインフラのコストは将来的に軽減される可能性がある。 PSCは、同州の効率化・再生可能プログラム「エネルギー集中」を通じて2万台のヒートポンプを奨励していれば、さらなる化石燃料への投資を避け、もっと手頃な価格で投資できたかもしれない（PSCが毎年奨励しているガス炉の量とほぼ同量）。

しかし、ウィスコンシン州のガスへの依存度が低くなるにつれて、この新しい技術が電力システムに与える影響を考慮することが重要です。 ウィスコンシン州の電力需要は夏にピークに達します。これは、冬のシステムのピーク需要を悪化させることなく、送電網にヒートポンプを追加する余地があることを意味します。 私たちのモデリングでは、たとえフォーカスが電気抵抗バックアップを備えた 800,000 台のヒートポンプ (過去 4 年間に炉に導入したヒートポンプの数の 10 倍) を奨励したとしても、州は現在稼働中の発電所で電力需要を満たすことができることがわかりました。 、どんなに寒い日でも。 ヒートポンプの効率にもよりますが、州内の冬の発電能力は、最も寒い日でもピーク需要を 1,400 ～ 4,300 MW 上回ることになります。

以下の図の極端なシナリオに示されているように、より効率の高いヒートポンプを導入することで、グリッドへの影響をさらに軽減できます。 そうすることで、これらのテクノロジーはピーク需要を抑えながら夏の日に高効率の冷却を提供するため、冬と夏の両方でメリットを得ることができます。

注: 冬期の生産能力は、EIA の 860 データとウィスコンシン州の工場の冬期生産能力係数を使用して推定されています。 ウィスコンシン州の平均負荷と極端な負荷は、MISO のローカル リソース ゾーンのデータから推定され、ヒート ポンプ (HP) の時間当たり負荷データ (Energy Star 認定 HP: SEER 16、10 HSPF、および 2 段コンプレッサー、高性能 HP: SEER 22、10) と合計されます。 HSPF、可変速コンプレッサー) は気候帯 6 で機能します。冬は 10 月から 5 月と定義されます。出典: RMI

これらの結果は、ヒートポンププログラムを大幅に拡大しても、ウィスコンシン州の冬のピークには影響せず、将来のガスインフラのニーズと短期的な夏の供給能力の制約を緩和できることを明確に示しています。 ウィスコンシン州では電化の検討が続けられているため、デマンドレスポンスとエネルギー効率対策により送電網への影響をさらに軽減できる可能性があります。

ウィスコンシン州では、ヒートポンプは機器の耐用年数にわたって排出量を削減し、重要な状況での消費者コストを削減し、電力網への短期的な影響を最小限に抑えます。 ウィスコンシン州はヒートポンプを優先しているため、フォーカス・オン・エネルギーはヒートポンプ市場を加速するツールとなり、ウィスコンシン州のすべての人が手頃な価格でクリーンな暖房を利用できるようになります。

注: この記事は、2022 年 6 月 23 日に更新されました。より効率的なヒート ポンプの影響をより適切に示すために、グリッド影響分析に 2 番目のヒート ポンプを追加しました。 電力網への影響を示すグラフも更新され、極寒の日の電気抵抗バックアップ暖房の影響が含まれました。