الاشتراك في تحديثات الأخبار اليومية من CleanTechnica على البريد الإلكتروني. أو تابعنا على أخبار جوجل!

هناك الكثير من الأشخاص الذين يعتقدون أنه ليس من المفيد كهربة أشياء مثل السيارات ومعدات التدفئة المنزلية إذا كانت الكهرباء التي يستخدمونها تأتي من محطات توليد حرارية تعمل بالفحم. فمن المفهوم على نطاق واسع أن محطات توليد الطاقة بالفحم تنتج قدراً من الانبعاثات الكربونية أكبر من أي تكنولوجيا أخرى لتوليد الطاقة الحرارية. هل تقلل المضخات الحرارية من الانبعاثات إذا تم تشغيلها بالكهرباء من شبكة قذرة؟

بالتأكيد، وفقاً للباحثين في المختبر الوطني للطاقة المتجددة. وقاموا بوضع نموذج لمخزون المساكن في الولايات المتحدة بالكامل، ووجدوا أن التحول إلى المضخات الحرارية للتدفئة والتبريد، على مدى العمر المتوقع للجهاز الذي يبلغ 16 عاماً، يؤدي إلى خفض الانبعاثات في كل ولاية من الولايات الثماني والأربعين المتجاورة.

في الواقع، تعمل المضخات الحرارية على تقليل التلوث الكربوني حتى لو كانت عملية تنظيف الشبكة الأمريكية تتحرك بشكل أبطأ مما يتوقع الخبراء. استخدم فريق المختبر الوطني للطاقة المتجددة ستة سيناريوهات مستقبلية مختلفة للشبكة، بدءًا من إزالة الكربون بشكل قوي (95% كهرباء خالية من الكربون بحلول عام 2035) إلى تباطؤ (50% فقط كهرباء خالية من الكربون بحلول عام 2035). وقد نُشر عملهم الشهر الماضي في المجلة. جول وحدة طاقة.

وفيما يلي ملخص النتائج:

تعد كهربة حرق الوقود الأحفوري في المباني عنصرًا رئيسيًا لتحقيق الأهداف العالمية لانبعاثات غازات الدفيئة. نحن نستخدم عمليات المحاكاة الفيزيائية لـ 550,000 أسرة ممثلة إحصائيًا لتحليل توزيعات التكاليف والفوائد لثلاثة مستويات أداء لمضخات الحرارة هواء-هواء، مع أو بدون ترقيات العزل، عبر مجموعة متنوعة من المساكن في الولايات المتحدة.

لقد وجدنا انخفاضات إيجابية في غازات الدفيئة في كل ولاية أمريكية لجميع مستويات الأداء عبر خمسة سيناريوهات للشبكة الكهربائية للفترة 2022-2038، مع الاعتماد الكامل على تقليل الانبعاثات الوطنية بنسبة 5% إلى 9%. لقد وجدنا أن المضخات الحرارية "هواء-هواء" يمكن أن تكون فعالة من حيث التكلفة دون دعم في 59% من الأسر (65 مليون).

وهذا الاستنتاج يستحق التكرار. إن استبدال المضخات الحرارية بمصادر التدفئة الحرارية يمكن أن يخفض إجمالي انبعاثات الكربون في الولايات المتحدة بنسبة تتراوح بين 5 و9%. هل يمكنك التفكير في أي تقنية أخرى متاحة للأفراد يمكنها فعل ذلك؟ بالتأكيد، يمكن للسيارات الكهربائية ذلك. نعم، يمكن أن يؤدي رفع مستوى العزل وسد الشقوق إلى تحقيق المعجزات في خفض الانبعاثات.

لكن المضخات الحرارية يمكن أن تقضي على جزء كبير من البصمة الكربونية للدولة، حتى لو لم تكن مدعومة بالطاقة المتجددة ويمكن للناس القيام بذلك بمفردهم. ومن الممكن أن تساعد الحوافز الواردة في قانون الحد من التضخم.

وفقًا كناري ميديا، في عام 2023، وفرت مصادر الطاقة المتجددة 21٪ فقط من توليد الكهرباء في الولايات المتحدة، بينما بلغت الطاقة النووية 19٪. أما نسبة الـ 60% الأخرى من الطاقة فتأتي من حرق الوقود الأحفوري، وبالتالي فإن الشبكة في معظم أنحاء الولايات المتحدة لا تزال تشكل مصدراً رئيسياً للتلوث الكربوني.

المضخات الحرارية تقلل انبعاثات الكربون

وجد باحثو المختبر الوطني للطاقة المتجددة أن المضخات الحرارية تخفض انبعاثات الطاقة السنوية المنزلية بمعدل 36 إلى 64% - أو 2.5 إلى 4.4 طن متري من مكافئ ثاني أكسيد الكربون سنويًا لكل وحدة سكنية. هذه كمية مذهلة من الانبعاثات. وفي السياق، فإن منع 2.5 طن متري من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون يعادل عدم حرق 2 رطل من الفحم. وهذا يشبه عدم قيادة سيارتك لمدة نصف عام أو التحول إلى نظام غذائي نباتي لمدة 2,800 شهرًا.

وقال إريك ويلسون، كبير مهندسي الأبحاث في NREL والمؤلف الرئيسي للدراسة: كناري ميديا"كثيرًا ما أسمع الناس يقولون: "أوه، يجب عليك الانتظار حتى يتم تركيب مضخة حرارية لأن الشبكة لا تزال قذرة"، ولكن هذا منطق خاطئ. "من الأفضل التبديل الآن وليس لاحقًا - وعدم قفل فرن الغاز أو المرجل لمدة 20 عامًا أخرى."

وينطبق نفس التحليل على السيارات الكهربائية. وفق اتصالات ييل المناخوحتى في ولاية فرجينيا الغربية، حيث يأتي أكثر من 90% من الكهرباء من حرق الفحم، لا تزال السيارات الكهربائية تستخدم طاقة أقل بنسبة 33% تقريبًا من البنزين. كما تعمل المركبات الكهربائية المشحونة في ولاية فرجينيا الغربية على تقليل التلوث الكربوني بنسبة 30%.

تميل وفورات الانبعاثات إلى أن تكون أعلى في الولايات ذات الشتاء البارد والغلايات والأفران التي تعمل بزيت الوقود. ولاية ماين هي الرائدة بين الولايات الأمريكية ذات الطقس الشتوي البارد. هناك، أثبتت المضخات الحرارية أنها تحظى بشعبية كبيرة أكثر من الدولة لقد تجاوزت بالفعل هدفها المتمثل في اعتماد المضخات الحرارية قبل عامين من الموعد المحدد. الشبكة القذرة لا تلغي الفوائد المناخية للمضخة الحرارية. هذه هي أهمية دراسة NREL.

احصل على بضعة دولارات شهريًا المساعدة في دعم التغطية المستقلة للتكنولوجيا النظيفة التي تساعد على تسريع ثورة التكنولوجيا النظيفة!

مصدر الهواء والمضخات الحرارية مصدر الأرض

يدعم تحليل عام 2023 الصادر عن مركز أبحاث المناخ RMI مناخ المضخات الحرارية حسن النية. في جميع أنحاء الولايات القارية البالغ عددها 48، وجدت شركة RMI أن استبدال فرن الغاز بمضخة حرارية يبدأ في خفض الانبعاثات في السنة الأولى من تركيبها وكل عام بعد ذلك طوال عمرها الإنتاجي.

ركزت دراسات RMI وNREL على المضخات الحرارية ذات مصدر الهواء، والتي تسحب الحرارة من الهواء الخارجي ويمكن أن تكون كفاءتها ثلاثة إلى أربعة أضعاف كفاءة أفران الغاز. لكن مضخات الحرارة مصدر الأرض أصبحت أكثر شعبية ويمكن أن تكون أكثر كفاءة بخمس مرات من أفران الغاز، مما يؤدي إلى تحقيق تخفيضات أكبر في غازات الدفيئة.

قامت NREL بإنشاء موقع على الإنترنت لوحة القيادة التفاعلية يمكنك استخدامها لتحديد مقدار التحول إلى المضخات الحرارية الذي سيخفض انبعاثات الكربون في المنزل في كل ولاية. فيعلامة التبويب الدول، يمكنك التصفية حسب ولايتك ونوع المبنى ووقود التدفئة. على سبيل المثال، استنادًا إلى سيناريو إزالة الكربون بشكل معتدل من الشبكة في ولاية كولورادو، يمكن لمنزل عائلي واحد يستبدل فرن الغاز بمضخة حرارية أن يخفض الانبعاثات بمقدار هائل يبلغ 6 أطنان مترية من ثاني أكسيد الكربون كل عام.

تجديد الأسلاك في أمريكا مخطط كهربة الشخصية يستخدم معلومات أكثر تحديدًا عن منزلك وهو أيضًا مصدر مفيد، كما هو الحال مع أي مدقق طاقة أو شركة إزالة الكربون في المنزل بالكامل والتي تحسب وفورات الانبعاثات كجزء من تدقيق الطاقة المنزلية.

إحدى الوجبات الجاهزة الأخيرة التي شاركها ويلسون - إذا قام كل منزل أمريكي يحتوي على الغاز أو النفط أو التدفئة المقاومة الكهربائية غير الفعالة باستبدال هذه الأشياء بمضخات الحرارة، فإن انبعاثات الاقتصاد الأمريكي بأكمله سوف تتقلص بنسبة 5٪ إلى 9٪. هذا هو مدى قوة المضخات الحرارية لأداة إزالة الكربون.

الوجبات السريعة

إذا كانت هناك رسالة هنا، فهي أنك لست مضطرًا إلى الانتظار حتى يتم تزويد الشبكة الكهربائية في منطقتك بنسبة 100٪ من مصادر الطاقة المتجددة قبل التحول إلى المضخات الحرارية أو السيارات الكهربائية. وكلاهما أكثر كفاءة من غلايات الغاز، أو أفران النفط، أو السيارات التقليدية، حيث أن فوائدهما في خفض انبعاثات الكربون تفوق تأثير الشبكات الأكثر قذارة. سخانات المياه بمضخة الحرارة فقط زيادة الفوائد المتاحة لأصحاب المنازل.

كلمة هو الخروج. ووفقا لبيانات من معهد تكييف الهواء والتدفئة والتبريداشترى الأمريكيون 21% المزيد من المضخات الحرارية 2023 من أفران غاز الميثان. هذه هي أكبر مضخات الحرارة الرصاصية التي تم فتحها فوق الأفران التقليدية في العالم عقدين منذ أن بدأت المجموعة التجارية في حفظ السجلات.

وإذا كانت الولايات المتحدة عازمة على خفض إجمالي انبعاثاتها الكربونية بشكل كبير، فإن المضخات الحرارية سوف تشكل جزءاً أساسياً من هذه العملية.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://cleantechnica.com/2024/03/11/heat-pumps-are-still-a-good-investment-even-if-your-grid-is-powered-by-coal/