ماهو دور المضخات الحرارية الأرضية في إزالة الكربون من المباني!
يسهل الانتشار الواسع للمضخات الحرارية الأرضية من تقليل انبعاثات الكربون من المباني وتقليل الحاجة إلى شبكات نقل الكهرباء، وذلك وفقًا لتقرير صادر عن مختبر أوك ريدج الوطني ومختبر الطاقة المتجددة الوطني الأمريكي (NREL).
كشف تقرير أجراه مختبر أوك ريدج الوطني و NREL بتمويل من مكتب تقنيات الطاقة الحرارية الأرضية (Geothermal Technologies Office -GTO) التابع لوزارة الطاقة الأمريكية، أن نشر مضخات الحرارة الأرضية (geothermal heat pumps – GHPs) على نطاق واسع يمكن أن يقلل من انبعاثات الكربون المستخدمة في التدفئة والتهوية و سيوفير الطاقة في قطاع المباني في أمريكا.
وبحسب التقرير فإنه من خلال تحديث حوالي 70٪ من المباني في الولايات المتحدة الأمريكية باستخدام GHPs، يمكن تقليل الطلب على الكهرباء بنسبة 13٪ بحلول عام 2050 مقارنةً بإزالة الكربون بدون استخدام GHPs. ووفقًا للتقرير، بالإضافة إلى التخلص من إنشاء ما يصل إلى 24500 ميل من خطوط نقل الكهرباء الجديدة بحلول عام 2050.
حيس تساعد GHPs في خفض تكاليف الطاقة للمباني نظرًا لكفاءتها العالية وقدرتها على توفير التدفئة دون شراء الوقود. و تعمل المضخات الحرارية الأرضية (GHPs)، والتي تُسمى أيضًا بمضخات الحرارة الأرضية، على نقل الحرارة من وإلى الأرض عن طريق تداول المياه (أو محلول مانع للتجمد في المناطق ذات المناخ البارد) عبر أنابيب تحت الأرض. ونتيجة لذلك، لا تنبعث أي انبعاثات منها وهي تعمل عكس عمل الثلاجة تماماً.
و قد قام مكتب تقنيات الطاقة الحرارية الأرضية بتمويل هذه الدراسة من أجل التحقق من جدوى انتشار واستخدام GHPs على نطاق واسع على الشبكة الكهربائية. وفي سياق التحليل، قام الباحثون بمحاكاة تأثيرات استخدام الطاقة لنشر GHPs في 68٪ من المباني القائمة والجديدة في الولايات المتحدة (78٪ سكنية، 43٪ تجارية) في 14 منطقة مناخية عبر الولايات المتحدة المتجاورة بحلول عام 2050.
و كشفت الدراسة عن وفورات كبيرة في تكاليف الشبكة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون واستهلاك الطاقة للمباني. وتوصل البحث تحديدًا إلى أنه إذا تم تحديث جميع المباني المعمول بها في الولايات المتحدة المتجاورة دفعة واحدة باستخدام GHPs، فإن استخدام الكهرباء سينخفض بمقدار 401 تيراوات ساعة، وهو ما يمثل انخفاضًا بنسبة 18٪ عن خط الأساس EULP كل عام. علاوة على ذلك، وجدت الدراسة أن هذا الاستخدام الواسع النطاق سيقضي على استخدام 5138 مليار ميجا جول من الوقود الأحفوري سنويًا.
يظهر الرسم البياني لسيناريوهات إزالة الكربون أن انتشار مضخات الحرارة الأرضية (GHPs) في 68٪ من المباني في الولايات المتحدة سيساهم في زيادة كفاية الموارد في عام 2050. وذلك لأن GHPs تتمتع بقدرة على توليد الحرارة والتبريد في جميع الفصول، مما سيقلل من الحاجة إلى مصادر الطاقة التقليدية في الصيف والشتاء.
وقال اليخاندرو مورينو، نائب الأمين العام المساعد لوزارة الطاقة لترشيد استخدام الطاقة والطاقة المتجددة: “تمثل مضخات الحرارة الأرضية قيمة هائلة لمستقبل الطاقة في البلاد. ويؤكد هذا التقرير أن مضخات الحرارة الأرضية هي استراتيجية جاهزة لإزالة الكربون من مبانينا مع تقليل الحاجة إلى توليد ونقل الكهرباء الجديدة، وجلب وفورات الطاقة للأمريكيين في جميع أنحاء البلاد – كل ذلك مع خلق فرص عمل أمريكية.”
بالإضافة إلى توفير الطاقة وتقليل الكربون، تتمثل ميزة أخرى في استخدام مضخات الحرارة الأرضية المنتجة محليًا، حيث يتم تصنيع معظمها في أمريكا. ومن شأن زيادة الاستخدام تحفيز الصناعة المحلية وخلق وظائف محلية لتركيب وصيانة هذه الأنظمة.
الجدير بالذكر أنه في وقت سابق قائمة الأدارة الجديدة في الولايات المتحدة باطلاق العشرات من الحوافز والمبادرات لتعزيز استخدام المضحات الحرارية في قطاع المباني و وفرت الدعم لذلك. ولهذا تأتي مثل هذه التقارير كنتيجة لتوفير السياسات والتشريعات والحوافز قبل الاجبار على الانتقال بشكل كلي لهذه التقنية المستدامة.
تابعونا في المقال القادم للحديث أكثر عن المضحات الحرارية الأرضية
لتحميل التقرير انقر هنا.
