إزالة الكربون - الحافز الرئيسي وراء صعود المضخات الحرارية
في حين كان الاهتمام الأوَّلي بالمضخات الحرارية هو توفير تكاليف التشغيل، أصبح تقليل الانبعاثات الآن هو الحافز الرئيسي لهذه التكنولوجيا. تعرف على المزيد حول كيفية قيادة GEA للجهود الرامية إلى تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من خلال تقنية المضخات الحرارية المخفية في المواقع التي تستخدمها في التطبيقات التقليدية أو التدفئة المركزية.
وتمثل التدفئة - التي يتم إنتاجها في الغالب من احتراق الوقود الأحفوري - أكثر من نصف استهلاك الطاقة العالمي، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية. وإذا كانت الأهداف الطموحة المنصوص عليها في اتفاق باريس التاريخي هي الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري إلى 1.5° مقارنة بمستويات ما قبل الصناعة، فإن التكنولوجيات مثل المضخات الحرارية الموفرة للطاقة سوف تحتاج إلى لعب دور أكبر. وهذا بدوره سيساعد على خلق عالم أفضل للأجيال الحالية والمستقبلية.
المضخات الحرارية – الخيار المستدام
تعمل المضخات الحرارية مثل الثلاجة التقليدية، فبدلًا من مجرد التبريد وإهدار الحرارة الزائدة يمكنها استعادة تلك الحرارة وإعادة تدويرها. يمكن أن تؤدي عملية إعادة التدوير هذه إلى خفض تكاليف التدفئة بشكل كبير وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. وعندما يتم التنفيذ على نطاق واسع - وخاصة في صناعات الأغذية والمشروبات - فمن الممكن تحقيق مزايا مالية وبيئية كبيرة. وفي تطبيقات أخرى، تستفيد المجتمعات من التدفئة المركزية.
فكر في مقدار الحرارة المطلوبة لمهمة بسيطة مثل غلي الماء في الغلاية. تستخدم الطرق التقليدية لتوليد الحرارة (على سبيل المثال غلاية الغاز) ما يصل إلى 10 أضعاف كمية الكهرباء التي تستخدمها المضخة الحرارية الحديثة. الآن، استنتج ذلك بالنسبة لمصنع ضخم ينتج أطنانًا من الأغذية المصنعة يوميًا أو عدة آلاف من المنازل والمباني العامة في شبكة تدفئة محلية - فجأة أصبحت الإمكانات الهائلة واضحة. وفي حالة مصنع تجهيز الأغذية، يجب أن تتم المعالجة الحرارية والتبريد اللاحق. يعمل هذا المزيج على زيادة الاستفادة من تركيبات المضخات الحرارية.
إن الكفاءة العالية والصيانة المنخفضة للمضخات الحرارية تعني عائدًا قصيرًا على الاستثمار وفوائداً ممتدة في دورة حياتها الممتدة لعقود. ومن خلال الاستعاضة عن حرق الوقود الأحفوري، يتم إلغاء انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الضارة بالمناخ العالمي ــ وانبعاثات أكاسيد النيتروجين الضارة بالبيئة المحلية ــ بشكل شبه كامل.
توفر تقنيات المضخات الحرارية من GEA مزايا توفير الطاقة بغض النظر عن الصناعة ومدى استخدامها. في مخططات التدفئة المركزية، فإنها توفر الحمل الحراري الأساسي وهي أيضًا مصدر حرارة قابل للتعديل. وقت رد الفعل السريع الخاص بها يتناسب بشكل جيد مع الشبكات الكبيرة. كما أن لها تأثيرًا وقائيًا على الشبكة الكهربائية عبر أنظمة الطاقة الذكية التي تقوم بضبط الأحمال حسب طلبات مزود الكهرباء.
وسائط التبريد الطبيعية
كما تمكنت GEA من التصرف بشكل أكثر وعيًا بالبيئة من خلال استخدام المبردات الطبيعية مثل الأمونيا. نحن نعمل بالمبردات الطبيعية منذ عام 1910 عندما تم تقديم أول ضاغط للأمونيا. يتم تشجيع عملاء GEA تشجيعًا حثيثًا على اعتماد المبردات الطبيعية أو التحول إليها إذا كانوا يستخدمون بالفعل أنظمة الغازات الدفيئة المفلورة (F-gas). ومن غير المرجح أن تظل الغازات المفلورة، بسبب طبيعتها الضارة، قانونية أو متاحة حتى على المدى المتوسط. لقد ذهبت الغازات مثل R22 وR404a تقريبًا أدراج الرياح.ضخ الأغذية ومعالجة المشروبات
إن المضخة الحرارية قد قطعت شوطًا طويلًا منذ استخدامها لأول مرة لتجفيف الملح المستخرج من المستنقعات النمساوية في خمسينيات القرن التاسع عشر. في الوقت الحاضر، أثبتت المضخات الحرارية للأمونيا قيمتها في إزالة الكربون من صناعات الأغذية والألبان والمشروبات وكذلك تقليل تكاليف التشغيل.
تمكّنت شركة •مارس إنك، وهي الشركة الرائدة عالميًا في تصنيع الشوكولاتة والعلكة والنعناع وسكاكر الفواكه، من تقليل الطاقة وثاني أكسيد الكربون باستخدام حلول المضخات الحرارية من GEA في مصنعها في فيجيل، بهولندا- والذي يُعتبر أحد أكبر مصانع الشوكولاتة في العالم. يقلل تركيب المضخات الحرارية من البصمة الكربونية لمصنع الشوكولاتة ويساهم في أهداف الاستدامة لشركة مارس. قراءة كاملة قصة مارس ريجلي.
•خفضت Aurivo، ثاني أكبر معالج للحليب السائل في أيرلندا، انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في موقعها في Killygordon بنسبة 80 في المائة، بفضل ترقية بملايين اليوروهات تشمل أحدث أنظمة المعالجة السائلة الجديدة وأنظمة التبريد والمضخة الحرارية المتطورة والموفرة للطاقة من GEA. يسلط المشروع الناجح الضوء على فائدة نهج المعالجة والتدفئة والتبريد المتكامل الفريد من نوعه الذي تتبعه GEA، وقد حصل على شهادة التميز في تصميم كفاءة الطاقة (EXEED) من هيئة الطاقة المستدامة في أيرلندا.
•قامت إنترمالت، منشأة التخمير التابعة لشركة Interflour، في جنوب فيتنام بتخفيض استهلاكها للطاقة بشكل كبير. تقوم المضخة الحرارية من GEA بتعزيز الحرارة المهدورة من محطة التبريد ثم توجِّهها لتسخين الهواء المطلوب لـ kilning (التجفيف التنوري). يتم توفير ما يقرب من 2,000 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا باستخدام هذا الحل المتكامل. لقد مكننا هذا من العمل بطريقة مسؤولة بيئيًا، مع تزويد العملاء ببيرة عالية الجودة بأسعار تنافسية.
تساعد محطة المضخات الحرارية للأمونيا التابعة لشركة GEA في شركة مارس، إنك.، الشركة المصنعة للحلويات على تحقيق أهداف الاستدامة الخاصة بها.
الاستعداد للتدفئة المركزية
لا يتطلب نظام التدفئة المركزي الحديث والفعال سوى مدخلات صغيرة من الكهرباء (المتجددة بشكل مثالي) لرفع الحرارة من مجموعة واسعة من المصادر، بما في ذلك الهواء أو الأرض أو المصنع أو شبكة مترو الأنفاق أو محطة معالجة المياه، على سبيل المثال لا الحصر. يمكن بعد ذلك رفع درجة الحرارة إلى 95 °درجة مئوية لتزويد الحي السكني بالتدفئة أو الماء الساخن أو كليهما مباشرة.•ففي مالم öفي السويد، توجد أربع مضخات حرارية من GEA بقوة 10 ميغاواط بجوار محطة معالجة مياه الصرف الصحي ومحرقة نفايات بالقرب من المرفأ. إنها توفر الآن 8 بالمائة من إجمالي استخدام الطاقة لحوالي 100,000 منزل، مما يوفر ما يقرب من 50,000 طن من ثاني أكسيد الكربون CO2 كل عام. وتوضح أنه على الرغم من أن التدفئة المركزية تعمل بشكل أفضل في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية، إلا أن هذا ليس شرطًا أساسيًا.
•لقد كانت تقنية المضخات الحرارية من GEA أيضًا في قلب الحل الفريد في مشروع شبكة بونهيل للحرارة والطاقة في وسط لندن. ومن خلال إعادة استخدام الحرارة المهدرة من مترو أنفاق لندن، يساعد حل المضخة الحرارية من GEA على توفير تدفئة أكثر مراعاة للبيئة وأقل تكلفة لـ 1,350 منزلًا ومدرسة ومركزين ترفيهيين في إيسلينجتون. المزيد عن مركز بونهيل 2 للطاقة.
•جيتسهيد في شمال شرق إنجلترا تعتمد جزئيًا على الحرارة الطبيعية التي يتم الحصول عليها من المياه في مناجم الفحم المهجورة التي غمرتها الفيضانات. يتم تعزيز المياه من 15° درجة مئوية حتى 80° درجة مئوية باستخدام مضختين حراريتين للأمونيا بقدرة 3 ميجاوات من GEA. يوفر الماء الساخن الناتج الحرارة لمئات المنازل والمباني العامة والخاصة الأخرى في المنطقة.
تستخدم محطة المضخات الحرارية للأمونيا التابعة لشركة GEA في جيتسهيد الحرارة الطبيعية من مناجم الفحم المهجورة المغمورة بالمياه.
لماذا التحول إلى المضخة الحرارية؟
- استهلاك طاقة أقل. يمكن لحلول المضخات الحرارية، سواء مقترنة بأنظمة تبريد موفرة للطاقة أو مستقلة، أن تحسن أداء التدفئة بشكل كبير.
- تخفض تكاليف التشغيل. سيؤدي استبدال نظام التدفئة المعتمد على الوقود الأحفوري واستخدام مضخة حرارية عالية الكفاءة إلى خفض تكاليف التشغيل.
- الحد من البصمة الكربونية. يمكن أن تساعد المضخة الحرارية في تمهيد الطريق نحو هدف انعدام الانبعاثات عن طريق تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.
- تحقيق أهداف الاستدامة. يعد حل المضخات الحرارية استثمارًا مستقبليًا، خاصة وأن اللوائح تسعى إلى التخلص التدريجي من التقنيات كثيفة الكربون.
- الحِس السليم. لدينا جميعًا حرارة زائدة، وعادةً ما يكون التخلص منها مكلفًا للغاية. تعمل المضخة الحرارية على رفع الحرارة الملتقطة إلى درجة حرارة مفيدة، مما يتجنب ضرورة حرق شيء ما للحصول على نفس التأثير.
"الحرارة لتبريد" الكوكب الآخذ في الاحترار
ووفقا لوكالة الطاقة الدولية، إذا أوفت جميع البلدان بالتعهدات التي تعهدت بها للحد من الكربون، فإن التدفئة العالمية ستصل إلى حوالي 1.7 درجة مئوية°فوق درجات حرارة ما قبل الصناعة.
لكن هذا يعتمد على قيام البلدان بتنفيذ السياسات بدلًا من مجرد تحديد الأهداف. هذه هي نتائج تقرير جديد بعنوان "حالة العمل المناخي 2023"، الذي جمعته ستة مراكز بحثية في مجال المناخ والتي درست جميع جوانب سياسة المناخ من الحكومات في جميع أنحاء العالم.
وعلى الرغم من أن دراسات حديثة أخرى وجدت تسارعًا سريعًا في استيعاب التكنولوجيا الخضراء في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك التوسع في الطاقة المتجددة، إلا أن التقرير لم يجد سوى القليل من النقاط المضيئة. وحذر المؤلفون: إن أمل البقاء ضمن حدود 1.5 °درجة مئوية سوف يتلاشى تمامًا بدون اتخاذ إجراءات جذرية.
هناك شيء واحد مؤكد: إن الأهداف المتعلقة بخفض الانبعاثات بجميع أنواعها طموحة. تفتخر GEA بكونها رائدة في مجال تكنولوجيا المضخات الحرارية التي تقلل من استخدام الطاقة، وتخفض الانبعاثات الضارة، وتدعم تبريد كوكبنا الذي يزداد احترارًا. إنها إحدى الطرق العديدة التي نصممها من أجل عالم أفضل، ونعمل على تحقيق أهداف الاستدامة الطموحة.
