Strategic Roadmapping and Technology Portfolio Selection for Heating Decarbonization in Canada
Notice bibliographique
Résumé
Heating systems contribute significantly to Canada’s greenhouse gas emissions, accounting for approximately 117 megatons of CO₂ equivalent. demanding urgent decarbonization to meet national climate targets. This thesis employs the Advanced Technology Roadmap Architecture framework, integrating strategic roadmapping and technology portfolio selection methodologies to evaluate pathways for transitioning Canada’s heating sector to net-zero emissions by 2050. By analyzing historical emissions, forecasting adoption trends for key technologies like heat pumps, and conducting stakeholder-driven scenario analysis, this research identifies critical barriers to scaling low-carbon solutions, including high upfront costs, infrastructural limitations, and regional climatic constraints. Seven representative heating architectures—air-source heat pumps, ground-source heat pumps, district heating, hydrogen-based systems, electric resistive heating, and conventional gas-fired furnaces—are evaluated comprehensively. Among these, district heating is particularly emphasized due to its potential for significant emissions reductions and minimal consumer-bearing initial cost of ownership, especially when strategically integrated with waste heat recovery from data centers. This integration utilizes otherwise wasted thermal energy, creating a robust symbiotic opportunity for urban and industrial decarbonization. To support the practical deployment of these architectures, the thesis establishes a targeted technology portfolio comprising essential enabling and supporting technologies. Enabling technologies include centralized supervisory control systems, urban-scale district heating networks, inverter-driven compressors, advanced refrigerants, ground heat exchangers, and circulation pumps with variable frequency drives. Critical supporting technologies identified encompass building information modeling integration kits, cybersecurity modules, digital permitting platforms, smart thermostats, and thermal energy storage systems, among others. This thesis further explores technology trade-offs, focusing on structural complexity, technology readiness, and associated risks of deployment. Through detailed modeling and stakeholder-informed scenario analysis, the thesis concludes that effective decarbonization of heating in Canada necessitates substantial policy interventions, robust financial incentives, targeted infrastructure investments, and region-specific strategies. The analysis indicates that a carefully allocated $8 billion catalyst investment could close approximately 60% of Canada’s heating emissions gap by 2050. Ultimately, district heating coupled with waste heat recovery emerges as a particularly promising strategic option, underscoring its transformative potential within a diversified approach to achieving Canada’s sustainable heating future.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».