アメリカの家庭にはヒーターではなくヒートポンプが必要です

ガスオーブンをやめて、よりクリーンかつ効率的に家を暖めたい場合は、キッチン家電の 1 つをアップグレードする必要があります。最初のオプションはスペースヒーターとしてよく知られている「電気抵抗加熱」で、パンの代わりに部屋を暖める巨大なトースターのように機能します。 2 つ目はヒートポンプで、冷蔵庫が箱の内側からキッチンに熱を移動させるのと同じように、たとえ凍っていても外気から熱を抽出して内部に送り込みます。 （ちなみに、冷蔵庫の奥が熱くなるのはこれが原因です）。

エネルギー専門家らは、温室効果ガスの排出を削減し、人間の健康を改善するには、できるだけ早く有毒ガス炉やボイラーをヒートポンプに置き換える必要があると述べています。しかし、あまり話題になっていないのは、これらの巨大なトースターも巨大な逆冷蔵庫に置き換える必要があるということです。そうすれば、家はより快適で効率的になり、したがって暖房費も安くなります。

非営利エネルギー団体 RMI の新しい報告書によると、米国の家庭の 5 軒に 1 軒は主に電気抵抗加熱装置で暖房されています。これらの機器をヒートポンプに置き換えれば、世帯は平均して年間 1,530 ドル、つまり全国で年間 200 億ドルを節約できることになります。 （計算には一戸建て住宅のみが含まれており、集合住宅などの集合住宅は含まれていない。）同時に、電力網の需要は大幅に減少し、空調や給湯のためにヒートポンプに切り替える家庭からの総炭素排出量は40パーセントも激減するだろう。 「送電網には多くのメリットがあり、それは料金の引き下げにもつながります」とRMIのカーボンフリー建築物プログラムのマネージャー、ライアン・シェイ氏は語った。 「ですから、当然、エネルギーの使用量を減らす必要があります。」

電気ヒートポンプは、物理学を利用して魔法のような働きをします。冷媒の圧力を変えることで、外気や地下を流れる液体から熱を取り出し、それを屋内に取り込みます。 (夏には、このプロセスが逆になり、従来のエアコン ユニットと同様に室内空間が冷却されます。) これらの機器は、化石燃料を燃やすか電気を使用することによって熱を生成する炉やスペース ヒーターとは異なり、ある場所から別の場所に熱を伝達するだけであるため、非常に効率的です。したがって、ヒートポンプの「性能係数」(COP) は約 3 であり、使用される電力単位ごとに 3 単位の熱を生成することを意味します。言い換えれば、効率は 300% です。これは、COP が 1 の電気抵抗加熱よりも 3 倍効率的ですが、最も効率的なガス炉でさえ、それよりもはるかに低いパフォーマンスを示します。

あらゆるタイプの家庭で、ヒートポンプが電気抵抗加熱炉やガス炉に取って代わりつつあります。ダクト設備がない場合は、ヒートポンプが壁に埋め込まれたユニットで提供され、外気と内気を交換します。ダクト工事がある場合は、炉の代わりに室内機が室外機に接続され、熱交換が行われます。耐用年数に達した AC ユニットをお持ちの場合は、ヒート ポンプを交換すると、超効率的な冷却と加熱の両方が実現します。 「これが、多くの人がヒートポンプについて考え始める適切なきっかけです。エアコンの交換が必要になるときです。」とシア氏は語った。

次世代ヒートポンプは集合住宅居住者も対象としています。たとえば、Gradient という会社は、建物の所有者や公営住宅当局と協力して、サドルのように窓辺の上をスライドさせて標準コンセントに差し込むユニットの導入に取り組んでいます。このアプライアンスは古い窓用空調ユニットを置き換えることができ、テナントに冷房だけでなくクリーンな暖房を提供します。

このアイデアは、たとえば建物の中央にある化石燃料ボイラーを撤去した場合に所有者が各ユニットを改修する必要がなく、これらの装置を大規模な建物に迅速かつ安価に導入することです。グラディエント社によると、以前は電気抵抗加熱装置を使用していたロードアイランド州プロビデンスの公共住宅施設に、2週間足らずで277台を設置したという。同社の創設者兼最高技術責任者のビンス・ロマン氏は、「これは非常に簡単で、彼らにとってエネルギーの大きなメリットとなる」と述べた。 「単にお金を節約しているだけではありません。冷却機能を追加することで、より優れたサービスを提供することができます。」

それでも、RMIの報告書は、米国は毎年150万戸近くの住宅を建設し、そのうち20万戸には電気抵抗加熱装置が設置されていると指摘している。また、電気抵抗加熱装置を備えた住宅に年間 100 万台の AC ユニットを設置しています。電気抵抗加熱装置は、居住者のコストを節約するヒートポンプになる可能性があります。したがって、政策立案者や電力会社がリベートなどでこれらの効率的な家電製品の販売促進を図ることが重要となる。これにより、メイン州は予定より 2 年早く 100,000 台のヒートポンプを設置するという目標を達成することができました。来年までにさらに 175,000 台が設置される予定です。

しかし、エネルギー専門家らによると、米国はすべての炉とヒーターをヒートポンプに置き換えて終わりにするわけにはいかないという。適切な断熱材や二重窓の設置など、住宅の効率化を進めると同時に行われるべきだ。つまり、住宅は冬にはより多くの熱を、夏には冷気を保持する必要があるため、ヒートポンプの稼働は少なくて済みます。 「最初のステップは、基本的に家の中で化石燃料を燃やさないことだ」と、新しい報告書には関与していないコロンビア・ビジネス・スクールの気候経済学者ガーノート・ワグナー氏は語った。 「ステップ 2: 隔離、隔離、隔離。そして、これらは両方とも連携して行われます。」

ヒートポンプの可能性を最大限に発揮するには、送電網もアップグレードする必要があります。一方で、理想的なのは、風力や太陽光などの再生可能エネルギーのみから得られる電力で人々を養うことです。そうでなければ、家を暖房するために化石燃料を燃やしていることになります。 （ヒートポンプは非常に効率的であるため、ガス炉を使い続けるよりはまだマシであることは明らかです。）電力会社はすでに、太陽が照らず風が吹いていないときに使用できる再生可能エネルギーを蓄える巨大なバッテリーバンクを設置するなど、このすべての電化に対応するための改善を行っています。また、需要が最も高いときに電気自動車が電力網に電力を送れるようにする、V2G 技術の実験も行っています。

米国が本当に化石燃料から脱却するつもりなら、より多くの再生可能エネルギー、より多くのバッテリー、より少ない巨大な焙煎機など、これらすべてのシステムが連携する必要がある。