Extreme weersomstandigheden vormen een uitdaging voor warmtepompen

Een ander, nogal angstaanjagend scenario trok de aandacht van Lowes. De Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) is een systeem van oceaanstromingen dat helpt warm water vanuit de zuidelijke uithoeken van de aarde verder naar het noorden te verspreiden. Dit heeft een grote impact op het weer in Noord-Amerika en Europa, waardoor deze regio’s veel warmer en natter worden dan ze anders zouden zijn. Het probleem is dat, als gevolg van de mondiale klimaatverandering, het AMOC binnen slechts enkele decennia zou kunnen instorten. Een aantal studies hebben deze mogelijkheid onlangs onderzocht, waaronder een vorig jaar gepubliceerd onderzoek dat suggereerde dat de ineenstorting van het AMOC zich al in 2025 zou kunnen voltrekken – hoewel die specifieke analyse suggereerde dat dit pas aan het einde van de eeuw zou kunnen gebeuren.

In een dergelijk scenario zou de gemiddelde temperatuur in heel Europa kunnen dalen tot 8 graden Celsius, en in Noord-Amerika tot 3 graden Celsius, volgens een analyse uit 2022 van de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling. Dat klinkt misschien niet zo veel, maar het zou betekenen dat de koudste dagen aanzienlijk kouder kunnen worden.

“Dat zou behoorlijk groot zijn”, benadrukt Lowes. “Het zou impact hebben.” Dit kan betekenen dat sommige warmtepompinstallaties die zijn ontworpen voor minimale buitentemperaturen van bijvoorbeeld -10 graden Celsius niet langer voldoende zijn. “Misschien moeten we nadenken over grotere warmtepompen”, zegt Lowes. Hij voegt er echter aan toe dat als het AMOC instort, er veel ernstiger problemen zullen zijn in een land als Groot-Brittannië, waar extreme kou zeldzaam is. Leidingen die in de grond vastvriezen en wegen die tijdens sneeuwstormen onbegaanbaar worden, zouden waarschijnlijk voor grotere problemen zorgen.

Afgezien van de ineenstorting van het AMOC is het vermeldenswaard dat de klimaatverandering naar verwachting de winters warmer zal maken – maar de koudste dagen, bijvoorbeeld in Californië, zullen waarschijnlijk nog steeds net zo koud zijn, zegt Duncan Callaway, hoogleraar energie en hulpbronnen aan UC Berkeley. . “Extreme hittegebeurtenissen zullen een grotere uitdaging vormen”, beweert hij, waarbij hij benadrukt dat er veel vraag zal zijn naar koeltechnologieën. Lucht-lucht warmtepompen verschillen van veel concurrerende technologieën doordat ze zowel verwarming als koeling kunnen bieden.

Het is moeilijk te voorspellen welke vorm de klimaatverandering de komende jaren precies zal aannemen, maar de algemene trends zijn vrij duidelijk – inclusief de verwachting dat we grotere variabiliteit en extremer weer zullen zien. Dit zou een indirect effect kunnen hebben op warmtepompen, aangezien elektriciteitsnetwerken steeds meer afhankelijk worden van hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie.

Er kunnen zich vaker stroompieken in de netwerken voordoen, bijvoorbeeld tijdens korte perioden met gunstig weer. Netbeheerders moeten de energieproductie en -consumptie in evenwicht brengen om stroomuitval te voorkomen, maar warmtepompen kunnen hier een nuttig hulpmiddel zijn, zegt Johanna Mathieu, universitair hoofddocent elektrische en computertechniek aan de Universiteit van Michigan. “Als we meer warmtepompen hadden, zouden we dat werk beter kunnen doen”, zegt ze, en legt uit dat warmtepompen in principe op afstand kunnen worden bestuurd om iets meer energie te gebruiken dan anders het geval zou zijn, wat kan helpen het elektriciteitsnet in evenwicht te brengen. Mathieu en haar collega’s zijn onlangs een project gestart om dit in ongeveer 100 huizen in Texas te doen, hoewel de resultaten nog moeten worden gepubliceerd.

Op grote schaal zou dit op een dag netbeheerders kunnen helpen hun overschotten te beheersen, en huiseigenaren zouden zelfs betalingen of kortingen op hun elektriciteitsrekening kunnen ontvangen als stimulans om deel te nemen aan inspanningen om de belasting te balanceren. Dit soort experimenten, gericht op andere apparaten zoals wasmachines en warmwatertanks, hebben al op grote schaal plaatsgevonden in Groot-Brittannië en andere landen. Een struikelblok is dat er een enorm scala aan thermostaat- en warmtepomptechnologie bestaat, die allemaal verschillende software gebruiken, en dat de infrastructuur om duizenden warmtepompen op afstand te bedienen nog niet ontwikkeld is, merkt Mathieu op.

Ondanks de impact die harde wind of extreme temperaturen kunnen hebben, is het onwaarschijnlijk dat klimaatverandering de werking van warmtepompen zal tegenhouden, benadrukt Callaway. Het is meer een kwestie van systeemontwerp en de mogelijkheden die ze plannen. Maar nu is het de moeite waard om na te denken over scenario’s voor klimaatverandering, benadrukt Bangheri. Het hebben van extra capaciteit of back-uptechnologieën kan betekenen dat een koolstofvrij verwarmingssysteem niet kwetsbaar wordt.