[ad_1]
كان 1% فقط من المنازل البريطانية لديها مضخة حرارية في عام 2023، ولكن لتحقيق أهداف الحكومة المناخية، يجب أن يتم تدفئة ما يقدر بنحو 80% من المنازل بمضخة واحدة خلال الـ 25 عامًا القادمة.
في حين أن غلايات الغاز تحرق الغاز لإنتاج الحرارة، فإن المضخات الحرارية تفعل شيئًا أكثر تعقيدًا. توصف أحيانًا بأنها تعمل مثل “الثلاجة المعكوسة”، فهي تستخدم مزيجًا من التبخر والتكثيف لنقل الحرارة من الخارج إلى داخل المبنى. في فصل الشتاء البارد، قد يكون من الصعب فهم كيفية عمل هذه الأجهزة.
لكنها تفعل ذلك – وهنا يمكننا أن نرى كيف، من خلال النظر عن كثب إلى مضخة حرارية مصدر الهواء:
يقول روبرت سانسوم، عضو لجنة الطاقة بمعهد الهندسة والتكنولوجيا في المملكة المتحدة: “الشيء الأساسي الذي يجب أن نتذكره هو الفيزياء الأساسية للسوائل والمواد الصلبة والغازات”.
كما هو الحال مع الثلاجة، تحتوي المضخة الحرارية على دائرة من الأنابيب تحتوي على مادة تسمى مادة التبريد. تستخدم المضخة الضغط لإجبار مادة التبريد على تغيير حالتها: من السائل إلى الغاز والعودة مرة أخرى. وهذا ما يسمح للمبرد بنقل الطاقة الحرارية من مكان إلى آخر. “عندما يتحول غاز التبريد من سائل إلى غاز، عليه أن يمتص الطاقة من مكان ما؛ وعندما يتحول من الغاز إلى السائل، فإنه يجب أن يطلق تلك الطاقة.
على الرغم من أن فهمها قد يكون أصعب من فهم الاحتراق الذي يشغل غلاية الغاز، إلا أنها عملية قوية وفعالة.
أكثر كفاءة من غلايات الغاز
يتفاجأ الكثير من الناس عندما يعلمون أن المضخات الحرارية أكثر كفاءة من غلايات الغاز. وجدت دراسة مدعومة من الحكومة أجرتها مجموعة أبحاث Energy Systems Catapult لمئات من المضخات الحرارية ذات مصدر الهواء والمثبتة في منازل المملكة المتحدة أن المضخات الحرارية أكثر كفاءة بثلاث مرات تقريبًا من غلايات الغاز، حتى في أبرد أيام السنة.
قال مارك براون من شركة Energy Systems Catapult: “يمكننا أخيرًا أن نطرح فكرة أن المضخات الحرارية لا تعمل في ظروف الطقس البارد وأنها غير فعالة في التشغيل. وقد لاحظنا العكس تماماً. إنها أكثر كفاءة بثلاث مرات من غلايات الغاز وتعمل في الظروف الجوية الباردة. الابتكار يغير قواعد اللعبة في قطاع التدفئة.”
تحتاج المضخات الحرارية إلى الكهرباء لتشغيلها – وتكلفة التشغيل الرئيسية للمضخة هي الكهرباء التي تشغل الضاغط. ولكن ما يجعل المضخات الحرارية فعالة للغاية هي العملية التي رأيناها أعلاه.
نظرًا لأنها تنقل الحرارة من الخارج، بدلاً من مجرد تحويل الكهرباء إلى حرارة، يمكن للمضخات الحرارية أن تنتج طاقة أكثر من الكهرباء التي يتم وضعها فيها.
واصفةً ذلك بـ “سحر” المضخات الحرارية، تشرح سانسوم كيف تستخدم المضخات الحرارية الطاقة “المجانية” من الخارج لتحقيق كفاءة طاقة تزيد عن 100%.
“هذا هو سحر المضخات الحرارية: لقد استخرجت هذه الحرارة من البيئة. (يمكن) أن يكون مصدرًا هوائيًا، أو مصدرًا أرضيًا، أو مصدرًا للمياه، أو من البحر، أو حتى من الصرف الصحي.
“أكثر خضرة” كل عام
تعتبر المضخات الحرارية عنصرا حاسما في استراتيجية بريطانيا للتعامل مع أزمة المناخ لأنها تعمل بالكهرباء – التي تصبح أكثر مراعاة للبيئة كل عام.
وفي عام 2022، ستشكل مصادر الكهرباء الخالية من الكربون – مثل الطاقة المتجددة والطاقة النووية – أكثر من 50٪ من الكهرباء في فبراير ومايو وأكتوبر ونوفمبر وديسمبر. بشكل عام، تشكل الكهرباء الخالية من الكربون 48% من الكهرباء في المملكة المتحدة مقارنة بـ 40% مصدرها محطات توليد الطاقة بالغاز والفحم.
ومن المتوقع أن تستمر كثافة الكربون في شبكة الكهرباء في بريطانيا في الانخفاض مع تركيب المزيد من مزارع الرياح والطاقة الشمسية وتوليد حصة أكبر من الطاقة في المملكة المتحدة. بحلول عام 2035، تهدف National Grid إلى تشغيل شبكة كهرباء صافية بالكامل – مما يعني أن الأسر التي لديها مضخة حرارية ستقوم بتدفئة منازلهم دون المساهمة في انبعاثات المملكة المتحدة.
تعزيز المنح الحكومية
شهد سوق المضخات الحرارية المزدهر في بريطانيا زيادة في الاهتمام منذ أن وعد رئيس الوزراء بزيادة المنح الحكومية لترقية الغلايات بنسبة 50٪ إلى 7500 جنيه إسترليني اعتبارًا من نوفمبر 2023، وفقًا للأرقام الرسمية.
ويقدم هذا المخطط، المتوفر في إنجلترا وويلز، المساعدة للأسر لتغطية التكاليف الأولية للتحول من أنظمة التدفئة بالوقود الأحفوري إلى بديل أنظف لمضخات الحرارة.
تقدمت حوالي 3620 أسرة بطلب للحصول على المنحة في مارس 2024 (تجمع بين الأسر التي تقدمت من خلال القسائم وطلبات استرداد الأموال). ويرتفع هذا الرقم من 2594 في مارس 2023، لكنه لا يزال أقل بكثير من أهداف الحكومة المتمثلة في تركيب 600 ألف مضخة حرارية كل عام. هدف يتطلب ما يقرب من 50000 أسرة لبدء العملية كل شهر.
وتمثل التدفئة المنزلية ما يقرب من 40% من إجمالي استخدام الغاز في المملكة المتحدة، مما يجعل طموح الحكومة في مجال المضخات الحرارية جزءًا مهمًا من هدفها الملزم قانونًا لتقليل الانبعاثات إلى صافي الصفر في جميع أنحاء الاقتصاد بحلول عام 2040.
مناسبة لمعظم المنازل البريطانية
تشعر بعض الأسر بالقلق من أن المضخة الحرارية قد لا تكون قادرة على العمل بشكل جيد في منازلهم. وخلافاً للمنازل في بلدان الشمال، حيث تشيع مضخات الحرارة ــ يتم تدفئة ما يصل إلى 60% من المنازل النرويجية بالاستعانة بمضخات الحرارة ــ فإن المنازل البريطانية غالباً ما تتسم بضعف عزلها. يمكن أن تعني المستويات المنخفضة من العزل أن نموذج المضخة الحرارية – الحفاظ على التدفئة بشكل دائم ولكن عند درجة حرارة منخفضة – أقل فعالية.
وقد دعا الخبراء الحكومة إلى مساعدة الأسر على دفع تكاليف تحسين كفاءة الطاقة، إلى جانب إطلاق المضخات الحرارية، كجزء من استراتيجية متماسكة للتدفئة المنزلية.
والخبر السار هو أنه يمكن تركيب المضخات الحرارية في مجموعة واسعة من المنازل في المملكة المتحدة، وفقا لشركة Energy Systems Catapult. وجد أول استطلاع رئيسي للأسر التي استبدلت غلاية الغاز الخاصة بها بمضخة حرارية أن أكثر من 80% كانوا راضين عن التغيير، وكانت مستويات الرضا متشابهة بين المشاركين الذين قاموا بتركيب مضخة حرارية في منزل حديث البناء أو في عقارات قديمة على الرغم من المخاوف المستمرة من أن المضخات الحرارية فعالة فقط في المباني الحديثة.
[ad_2]
المصدر