Pompa de căldură industrială devine un element central în tranziţia energetică a orașelor, iar proiectul recent din Boston ilustrează modul în care această tehnologie este adaptată pentru generarea de abur la scară urbană. Sistemul vizează înlocuirea centralelor pe gaz cu o soluție bazată exclusiv pe energie electrică regenerabilă, reducând astfel emisiile de carbon ale rețelei de termoficare.

În sectorul rezidenţial, pompele de căldură funcționează de obicei la temperaturi de 30‑40 °C, suficiente pentru încălzirea locuinţelor bine izolate. În mediul industrial, însă, cerinţele de temperatură cresc semnificativ, iar sistemele trebuie să furnizeze apă fierbinte sau abur la valori mult peste 100 °C pentru a compensa pierderile de transport și necesitățile proceselor.

Un exemplu relevant este sistemul danez vizitat de specialiști, în care o pompă de căldură de dimensiunea unei centrale urbane produce apă la 90 °C pentru aproximativ 25 000 de gospodării. Acest model a demonstrat că pompele de căldură industriale pot susține temperaturi ridicate fără a recurge la combustibili fosili.

De ce pompa de căldură din Boston reprezintă un caz unic

Inginerii germani implicaţi în proiectul danez au dezvoltat o pompă de căldură capabilă să genereze abur la 300 °C, adaptată rețelelor de termoficare bazate pe abur, caracteristice multor orașe americane. Infrastructura veche, concepută în epoca industrială, necesită temperaturi mult mai mari decât cele furnizate de sistemele europene care distribuie apă caldă.

Sursa principală de căldură este apa râului Charles, cu temperaturi de iarnă între 1 și 2 °C. Diferenţa de peste 300 °C între sursă și aburul final impune un ciclu termic extrem de intens, iar pompa de căldură industrială trebuie să transfere această energie cu un coeficient de performanță (COP) mult mai redus decât în cazul pompelor rezidenţiale.

Eficiență, compresoare speciale și limite tehnologice

Instalaţia se bazează pe două compresoare Everllence, derivate din gama MAN Energy Solutions:

– Model RG40‑8: încălzește agentul frigorific până la 450 °C, furnizând căldura necesară circuitului de abur.
– Model RG63‑6: ridică presiunea aburului la aproximativ 50 bari, compatibilă cu reţeaua existentă.

Eficienţa totală a pompei de căldură industriale rămâne o provocare, cu un COP estimat între 1,2 și 1,6, mult sub valorile de 3‑5 în locuinţe și 2‑3 în sistemele daneze. În condiţii de ger, COP poate scădea aproape de 1,2, reflectând diferenţa mare dintre temperatura sursei și aburul final.

Consumul electric al sistemului este estimat la 14‑18 MW în regim normal. Două turbine eoliene moderne ar putea acoperi integral această cerere, transformând proiectul într-un exemplu de decarbonizare prin energie regenerabilă. Astfel, pompa de căldură industrială ar putea încălzi o zonă urbană de 6,5  milioane m² exclusiv cu electricitate curată.

Potenţialul de replicare este larg. Inginerii susţin că, în funcţiune stabilă, modelul ar putea fi implementat în până la 12 orașe americane, modernizând reţelele de abur și aliniindu-le cu politicile de reducere a emisiilor. Dacă performanţa se menţine, pompa de căldură industrială ar deveni un standard pentru sistemele urbane de termoficare.

Monitorizarea evoluţiilor tehnologice și a rezultatelor operaţionale este esenţială pentru evaluarea reală a impactului pompelor de căldură industriale în sectorul energetic. Informaţiile actualizate vor permite autorităţilor să ajusteze strategiile de decarbonizare și să urmărească performanțele sistemelor instalate.