חימום מים בבתים ובבניינים מסחריים והפקת קיטור בטמפרטורה נמוכה במתקנים רב משפחתיים ותעשייתיים הם מההזדמנויות הגדולות ביותר שלא מנוצלות לצמצם את פליטת הפחמן תוך קיצוץ חשבונות האנרגיה ומאפשר את הרחבת האנרגיה המתחדשת. מחקר חדש ממרכז חקר האנרגיה שץ, בשיתוף NRDC ושותפים נוספים.
הפקת מים חמים וקיטור בבתים, מבנים מסחריים ויישומים תעשייתיים בטמפרטורה נמוכה (פחות מ-300 מעלות) בארה"ב אחראית על 520 מיליון טונות של פליטת פחמן מדי שנה, שווה ערך ל-113 מיליון מכוניות בכל שנה, ו-27% יותר מ-410 מיליון הטון המטריים הקשורים לחימום מבנים. חום אחראי לרבע מכל הפליטות משימוש באנרגיה בארה"ב, ודו"ח זה מתייחס ל-10% בערך מהפליטות בארה"ב משימוש באנרגיה. המחקר זיהה גם חיסכון פוטנציאלי בחשבונות של 30 מיליארד דולר בשנה עם פריסה בקנה מידה גדול.
באופן מסורתי, הצורך במים חמים ובקיטור סופק על ידי שריפת דלקים מאובנים במחממי מים ובדודים, תוך שחרור אקלים וזיהום אוויר. החדשות הטובות הן שקיימת טכנולוגיה, וכבר נמצאת בשימוש נרחב במדינות רבות, שיכולה לצמצם את הפליטות הללו בחצי או יותר עם רשת החשמל של היום, מה שמספק נתיב לעבר מים חמים וקיטור נטולי פחמן וזיהום כאשר הם מופעלים על ידי אנרגיה מתחדשת תוך הפחתת עלויות האנרגיה בהשוואה לדודי גז קונבנציונליים.
מהם מחממי מים משאבת חום?
מחממי מים של משאבת חום הם לחימום מים ולקיטור מה שנורות LED (Light Emitting Diode) הן עבור תאורה וכלי רכב חשמליים לתחבורה: פתרון טכנולוגי של המאה ה-21 שמוכן לפריים טיים. זה רק צריך תשומת לב רצינית ותמיכה של קובעי מדיניות כדי לעקור ממקומו טכנולוגיות מיושנות ומזהמות.
מחממי מים עם משאבות חום מנצלים את חוקי התרמודינמיקה כדי להפיק פי ארבעה עד חמישה יותר אנרגיה ממה שהם צורכים, ועד פי שבעה עד שמונה ביישומים תעשייתיים, על ידי קליטת חום יעילה מהאוויר, המים או האדמה וריכוזו. לתוך מיכל מים חמים. תהליך זה, כמו זה המשמש במזגנים ומקררים, יעיל הרבה יותר אפילו ממחממי המים והדודים היעילים ביותר לבעירה בגז. לכן, למרות שהגז זול יותר מחשמל ליחידת אנרגיה, החיסכון באנרגיה ממשאבת חום מודרנית יותר מקיזז את הפרש המחיר, והניב עלויות אנרגיה נמוכות יותר. החיסכון משכנע עוד יותר כאשר מחליפים התנגדות חשמלית, מזוט או פרופאן, כאשר מחממי מים באמצעות משאבת חום יכולים לעלות בחצי או יותר.
משאבות חום יכולות לשרת את צורכי המים החמים והקיטור בטמפרטורה נמוכה ביישומים רבים, החל ממגורים חד-משפחתיים ועד לחימום מחוז בקמפוסים ובערים, ועד למגזרים מסחריים כמו בתי מלון, בריאות, חינוך, שירותי מזון ועד לצרכים תעשייתיים כמו למשל. עיבוד מזון, ייבוש לבנים, פלסטיק/כימיה, תאי צבע, מוצרי עץ וכו'.
3 רעיונות גדולים: יעיל, ידידותי לאקלים, גמיש לרשת
מה הופך את חימום המים במשאבת חום לכל כך אטרקטיבי? הם כלי מושלם במעבר אנרגיה נקייה מכיוון שהם יעילים, ידידותיים לאקלים וגמישים לרשת.
1. יעיל: Heat pump technology has come a long way. As the study states, they now sit at “300 percent” efficiency or more for residential applications, surpassing the efficiency of conventional fossil fuel combustion (60-97 percent) or electric resistance (90-95 percent), and even more in many industrial applications. High-performance heat pumps can heat water using less energy therefore costing energy users less on their energy bills. The study found that 80 percent of residential customers, 70 percent of industrial customers and 60 percent of commercial customers would pay less for electricity to power a heat pump water heater than they pay for gas-fueled water-heating at today’s energy prices. Those incentives should only go up as heat pump performance continues to improve rapidly.
2. ידידותי לאקלים: שימוש במחממי מים עם משאבת חום יעילים המופעלים על ידי חשמל נקי יותר ויותר יקטין את פליטת הפחמן מחימום מים וקיטור. על פי המחקר, כמעט 100 אחוז מהאתרים הפוטנציאליים שהוערכו במגזרי המגורים, המסחר והתעשייה ישיגו ירידה בפליטת גזי חממה בעת שימוש במחמם מים חשמלי של משאבת חום. וככל שהרשת מופחתת, הפליטות הללו נעות לאפס.
השנים הבאות הן קריטיות כדי להבטיח שמחממי מים משאבות חום ממלאים תפקיד משמעותי בהשגת רשת נטולת פחמן עד 2035.
3. גמיש לרשת: משאבות חום מציעות את היכולת לחמם ולאגור מים בזמנים בהם יש אנרגיה מתחדשת בשפע לשימוש מאוחר יותר. במילים פשוטות, משאבות חום יכולות לפעול כסוללות תרמיות לאחסן עודפי אנרגיה מתחדשת ולחצץ את הרשת. זה יכול לעזור לשחרר את הפחמן מהרשת מהר יותר ובעלות נמוכה יותר. המחקר קבע כי חלקם הכולל של לקוחות בכל המגזרים שיחווה חיסכון עם מעבר למשאבות חום למים חמים עולה מ-60-80 אחוזים ל-95 אחוזים עם תפעול גמיש ותמחור מתאים או תמריצים זמין. במקרים רבים, האסטרטגיה הזו רחוקה חסכוני יותר ומקובל יותר מבחינה סביבתית מאשר צורות אחסון אחרות כמו בניית מתקני הידרו חדשים לאחסון לטווח קצר.
פתרון פוטנציאלי להפחתת נטל האנרגיה של משקי בית בעלי הכנסה נמוכה
המחקר מגלה שיותר משקי בית עם הכנסה נמוכה יחסכו כסף על חשבונות החשמל שלהם עם חימום מים באמצעות משאבת חום מאשר משקי בית אחרים, וזה חשוב במיוחד מכיוון שהם גם מוציאים את החלק הגבוה ביותר של הכנסתם על חימום מים, עד 2% עבור הנמוך ביותר. משקי בית עם הכנסה.
עם זאת, כדי שמשקי בית בעלי הכנסה נמוכה ייהנו מפתרונות אלו, צריכה להיות מדיניות פריסה מכוונת שתהפוך את הפתרונות הללו לנגישים ובמחיר סביר, ותבטיח שהם לא יגרמו להשלכות לא רצויות כגון עקירה עקב שכר דירה מוגדל בעקבות שיפוץ בניינים. יש לתת עדיפות לקהילות מוחלשות במדיניות פריסת פתרונות חימום מים נקיים, באמצעות מדיניות פדרלית כגון בתים אפס פליטה מעשה (ZEH) וה ירוק עמיד בתים יעילים ובמחיר סביר לדיירים חוק (GREAHT) שנחשב כחלק מסדרי העדיפויות להשקעות בתשתיות של ממשל ביידן ושל הקונגרס האמריקאי.
גורם לזה לקרות
הדו"ח מפרט מדיניות רבות שדרושות כדי לנצל הזדמנות זו לדרך נקייה ובמחיר סביר יותר לשרת את צורכי המים החמים של בתים, עסקים ותעשייה בארה"ב. בקצרה, המדיניות הזו מתחלקת לשלושה דליים: הסרת חסמי רגולציה ושוק; השקעות להאצת הפריסה; ותקנים להגדלת האימוץ ולהבטחת גישה שוויונית.
Now is the time to act: Fossil fuel water heaters and industrial boilers have a lifespan of at least a decade, sometimes two, perpetuating unnecessary emissions and creating higher costs for customers. The next several years are crucial for ensuring that heat pump water heaters play a significant role in achieving a carbon-free grid by 2035. As the study summarized, “Efficient and flexible heat pumps meet the moment by creating jobs in an important 21st-century sector, lowering customers’ energy bills, cutting carbon emissions, and easing integration of renewable energy.”
הפוסט הזה הופיע במקור בלוג המומחים של NRDC.
מקור: https://www.greenbiz.com/article/getting-zero-carbon-hot-water-homes-and-industry
