การนำน้ำร้อนไร้คาร์บอนมาสู่บ้านและอุตสาหกรรม

การทำความร้อนน้ำในบ้านและอาคารพาณิชย์และการผลิตไอน้ำอุณหภูมิต่ำในโรงงานหลายครอบครัวและโรงงานอุตสาหกรรมถือเป็นโอกาสที่ยังไม่ได้ใช้ที่ใหญ่ที่สุดในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน ในขณะเดียวกันก็ลดค่าไฟและช่วยให้สามารถขยายพลังงานหมุนเวียนได้ การศึกษาใหม่ จากศูนย์วิจัยพลังงาน Schatz ร่วมกับ NRDC และพันธมิตรอื่นๆ

การผลิตน้ำร้อนและไอน้ำในบ้าน อาคารพาณิชย์ และการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิต่ำ (น้อยกว่า 300 องศา) ในสหรัฐอเมริกามีหน้าที่รับผิดชอบ การปล่อยก๊าซคาร์บอน 520 ล้านเมตริกตัน ต่อปี ซึ่งเทียบเท่ากับรถยนต์ 113 ล้านคันในแต่ละปี และมากกว่า 27 ล้านเมตริกตันที่เกี่ยวข้องกับอาคารทำความร้อนถึง 410 เปอร์เซ็นต์ ความร้อนมีส่วนรับผิดชอบต่อหนึ่งในสี่ของการปล่อยก๊าซทั้งหมดจากการใช้พลังงานในสหรัฐอเมริกา และรายงานนี้ระบุถึงประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ของการปล่อยก๊าซของสหรัฐอเมริกาจากการใช้พลังงาน การศึกษายังระบุถึงการประหยัดค่าใช้จ่ายที่อาจเกิดขึ้นได้ถึง 30 หมื่นล้านดอลลาร์ต่อปีด้วยการใช้งานขนาดใหญ่

ตามเนื้อผ้า ความต้องการน้ำร้อนและไอน้ำเกิดจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลในเครื่องทำน้ำอุ่นและหม้อต้มน้ำ ปล่อยมลพิษทางอากาศและมลพิษทางอากาศ ข่าวดีก็คือว่าเทคโนโลยีมีอยู่จริงและมีการใช้อย่างแพร่หลายในหลายประเทศ ซึ่งสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเหล่านี้ลงได้ครึ่งหนึ่งหรือมากกว่านั้นด้วยโครงข่ายไฟฟ้าในปัจจุบัน ซึ่งถือเป็นเส้นทางสู่น้ำร้อนและไอน้ำที่ปราศจากคาร์บอนและมลพิษเมื่อใช้พลังงานหมุนเวียน พร้อมลดต้นทุนด้านพลังงานเมื่อเทียบกับหม้อต้มก๊าซทั่วไป

เครื่องทำน้ำอุ่นปั๊มความร้อนคืออะไร?

เครื่องทำน้ำอุ่นปั๊มความร้อน คือการทำน้ำร้อนและไอน้ำแบบเดียวกับที่หลอดไฟ LED (Light Emitting Diode) ใช้กับระบบแสงสว่างและยานพาหนะไฟฟ้าเพื่อการขนส่ง: โซลูชันเทคโนโลยีแห่งศตวรรษที่ 21 ที่พร้อมสำหรับช่วงเวลาสำคัญ เพียงต้องการความสนใจของผู้กำหนดนโยบายอย่างจริงจังและการสนับสนุนเพื่อกำจัดเทคโนโลยีที่ล้าสมัยและเป็นมลพิษ

เครื่องทำน้ำอุ่นแบบปั๊มความร้อนใช้ประโยชน์จากกฎของอุณหพลศาสตร์เพื่อผลิตพลังงานมากกว่าที่ใช้สี่ถึงห้าเท่า และมากถึงเจ็ดถึงแปดเท่าในการใช้งานทางอุตสาหกรรม โดยการดูดซับความร้อนจากอากาศ น้ำ หรือพื้นดินได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมุ่งความสนใจไปที่ความร้อนนั้น ลงในถังน้ำร้อน กระบวนการนี้เช่นเดียวกับที่ใช้ในเครื่องปรับอากาศและตู้เย็น มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องทำน้ำอุ่นและหม้อต้มน้ำที่ใช้ก๊าซเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดมาก ดังนั้น แม้ว่าก๊าซจะมีราคาถูกกว่าไฟฟ้าต่อหน่วยพลังงาน แต่การประหยัดพลังงานจากปั๊มความร้อนสมัยใหม่กลับช่วยชดเชยส่วนต่างของราคาได้มากกว่า ทำให้ต้นทุนพลังงานลดลง การประหยัดจะน่าสนใจยิ่งขึ้นไปอีกเมื่อเปลี่ยนความต้านทานไฟฟ้า น้ำมันเชื้อเพลิง หรือโพรเพน ซึ่งเครื่องทำน้ำอุ่นแบบปั๊มความร้อนสามารถประหยัดพลังงานได้ครึ่งหนึ่งหรือมากกว่านั้น

ปั๊มความร้อนสามารถตอบสนองความต้องการน้ำร้อนและไอน้ำอุณหภูมิต่ำในการใช้งานหลายประเภท ตั้งแต่ที่พักอาศัยแบบเดี่ยวและแบบหลายครอบครัวไปจนถึงการทำความร้อนแบบเขตในวิทยาเขตและในเมือง ไปจนถึงภาคการค้า เช่น โรงแรม การดูแลสุขภาพ การศึกษา บริการอาหาร ไปจนถึงความต้องการทางอุตสาหกรรม เช่น การแปรรูปอาหาร การอบแห้งด้วยอิฐ พลาสติก/เคมี ตู้สี ผลิตภัณฑ์ไม้ ฯลฯ

3 แนวคิดสำคัญ: มีประสิทธิภาพ เป็นมิตรกับสภาพอากาศ และกริดมีความยืดหยุ่น

อะไรทำให้การทำน้ำร้อนด้วยปั๊มความร้อนน่าสนใจมาก? สิ่งเหล่านี้เป็นเครื่องมือที่สมบูรณ์แบบในการเปลี่ยนผ่านพลังงานสะอาด เนื่องจากมีประสิทธิภาพ เป็นมิตรกับสภาพอากาศ และมีความยืดหยุ่นกับโครงข่ายไฟฟ้า

1. มีประสิทธิภาพ: เทคโนโลยีปั๊มความร้อนก้าวหน้าไปมาก จากการศึกษาระบุว่า ขณะนี้ประสิทธิภาพอยู่ที่ "300 เปอร์เซ็นต์" หรือมากกว่านั้นสำหรับการใช้งานในที่พักอาศัย ซึ่งเหนือกว่าประสิทธิภาพการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วไป (60-97 เปอร์เซ็นต์) หรือความต้านทานไฟฟ้า (90-95 เปอร์เซ็นต์) และยิ่งกว่านั้นอีกในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย การใช้งาน ปั๊มความร้อนประสิทธิภาพสูงสามารถทำความร้อนน้ำโดยใช้พลังงานน้อยลง ดังนั้นจึงทำให้ผู้ใช้พลังงานเสียค่าใช้จ่ายน้อยลง การศึกษาพบว่า 80 เปอร์เซ็นต์ของลูกค้าที่อยู่อาศัย ลูกค้าอุตสาหกรรม 70 เปอร์เซ็นต์ และลูกค้าเชิงพาณิชย์ 60 เปอร์เซ็นต์จะจ่ายค่าไฟฟ้าเพื่อจ่ายพลังงานให้กับเครื่องทำน้ำร้อนแบบปั๊มความร้อนน้อยกว่าที่พวกเขาจ่ายสำหรับการทำน้ำร้อนด้วยแก๊สในราคาพลังงานในปัจจุบัน สิ่งจูงใจเหล่านั้นควรจะเพิ่มขึ้นเมื่อประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนยังคงปรับปรุงอย่างรวดเร็วเท่านั้น 

2. เป็นมิตรกับสภาพภูมิอากาศ: การใช้เครื่องทำน้ำอุ่นปั๊มความร้อนประสิทธิภาพสูงที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่สะอาดมากขึ้นจะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนจากการทำน้ำร้อนและไอน้ำ จากการศึกษาพบว่าเกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ของพื้นที่ที่มีศักยภาพที่ได้รับการประเมินทั่วทั้งภาคที่อยู่อาศัย พาณิชยกรรม และอุตสาหกรรม จะบรรลุการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ลดลง เมื่อใช้เครื่องทำน้ำอุ่นปั๊มความร้อนไฟฟ้า และเมื่อโครงข่ายถูกลดคาร์บอน การปล่อยก๊าซเหล่านั้นจะเคลื่อนไปสู่ศูนย์

ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้ามีความสำคัญอย่างยิ่งในการรับรองว่าเครื่องทำน้ำร้อนจากปั๊มความร้อนมีบทบาทสำคัญในการบรรลุโครงข่ายไร้คาร์บอนภายในปี 2035

3.ตาราง-ยืดหยุ่น: ปั๊มความร้อนให้ความสามารถในการทำความร้อนและกักเก็บน้ำในช่วงเวลาที่มีพลังงานหมุนเวียนเหลือเฟือเพื่อใช้ในภายหลัง กล่าวง่ายๆ ก็คือ ปั๊มความร้อนสามารถทำหน้าที่เป็นแบตเตอรี่ความร้อนเพื่อกักเก็บพลังงานหมุนเวียนส่วนเกินและบัฟเฟอร์กริด ซึ่งสามารถช่วยแยกคาร์บอนออกจากกริดได้เร็วขึ้นและมีค่าใช้จ่ายน้อยลง การศึกษาระบุว่าส่วนแบ่งโดยรวมของลูกค้าในทุกภาคส่วนที่ต้องการประหยัดค่าใช้จ่ายเมื่อเปลี่ยนมาใช้ปั๊มความร้อนสำหรับน้ำร้อนเพิ่มขึ้นจาก 60-80 เปอร์เซ็นต์เป็น 95 เปอร์เซ็นต์ ด้วยการดำเนินงานที่ยืดหยุ่นและราคาหรือสิ่งจูงใจที่เหมาะสม ในหลายกรณี กลยุทธ์นี้ยังห่างไกล คุ้มค่ากว่าและเป็นที่ยอมรับต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น กว่าการจัดเก็บรูปแบบอื่น เช่น การสร้างโรงงานพลังน้ำใหม่สำหรับการจัดเก็บระยะสั้น

ทางออกที่เป็นไปได้ในการลดภาระพลังงานของครัวเรือนที่มีรายได้น้อย

ผลการศึกษาพบว่าครัวเรือนที่มีรายได้น้อยจะประหยัดเงินค่าสาธารณูปโภคด้วยการทำน้ำร้อนด้วยปั๊มความร้อนมากกว่าครัวเรือนอื่นๆ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากพวกเขายังใช้ส่วนแบ่งรายได้สูงสุดไปกับการทำน้ำร้อน มากถึง 2 เปอร์เซ็นต์สำหรับครัวเรือนที่มีรายได้ต่ำที่สุด ครัวเรือนที่มีรายได้

อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ครัวเรือนที่มีรายได้น้อยได้รับประโยชน์จากโซลูชันเหล่านี้ จำเป็นต้องมีนโยบายการใช้งานโดยเจตนาซึ่งทำให้โซลูชันเหล่านี้สามารถเข้าถึงได้และราคาไม่แพง และต้องแน่ใจว่าจะไม่ส่งผลให้เกิดผลลัพธ์ที่ไม่ได้ตั้งใจ เช่น การต้องย้ายออกเนื่องจากค่าเช่าที่เพิ่มขึ้นหลังการปรับปรุงอาคาร ชุมชนที่ด้อยโอกาสจะต้องได้รับการจัดลำดับความสำคัญในนโยบายการติดตั้งเครื่องทำน้ำร้อนสะอาด ผ่านนโยบายของรัฐบาลกลาง เช่น บ้านปลอดมลพิษ พระราชบัญญัติ (ZEH) และ บ้านราคาประหยัดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับผู้เช่า พระราชบัญญัติ (GREAHT) ที่ได้รับการพิจารณาว่าเป็นส่วนหนึ่งของลำดับความสำคัญด้านการลงทุนด้านโครงสร้างพื้นฐานของฝ่ายบริหารของ Biden และรัฐสภาสหรัฐฯ

ทำให้มันเกิดขึ้น

รายงานดังกล่าวให้รายละเอียดเกี่ยวกับนโยบายต่างๆ ที่จำเป็นในการคว้าโอกาสนี้ในวิธีที่สะอาดกว่าและประหยัดกว่าในการตอบสนองความต้องการน้ำร้อนสำหรับบ้าน ธุรกิจ และอุตสาหกรรมในสหรัฐฯ โดยสรุป นโยบายเหล่านี้แบ่งออกเป็น XNUMX กลุ่ม ได้แก่ การขจัดอุปสรรคด้านกฎระเบียบและตลาด การลงทุนเพื่อเร่งการใช้งาน และมาตรฐานเพื่อขยายการยอมรับและรับรองการเข้าถึงที่เท่าเทียมกัน

ตอนนี้เป็นเวลาที่ต้องดำเนินการ: เครื่องทำน้ำอุ่นที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลและหม้อต้มน้ำอุตสาหกรรมมีอายุการใช้งานอย่างน้อยหนึ่งทศวรรษ หรือบางครั้งอาจถึงสองครั้ง ซึ่งทำให้การปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยไม่จำเป็นยาวนานขึ้น และสร้างต้นทุนที่สูงขึ้นให้กับลูกค้า ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้ามีความสำคัญอย่างยิ่งในการรับรองว่าเครื่องทำน้ำร้อนจากปั๊มความร้อนมีบทบาทสำคัญในการบรรลุโครงข่ายไร้คาร์บอนภายในปี 2035 จากการศึกษาสรุปว่า “ปั๊มความร้อนที่มีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นตอบสนองช่วงเวลาดังกล่าวด้วยการสร้างงานในศตวรรษที่ 21 ที่สำคัญ ลดค่าพลังงานของลูกค้า ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน และลดการบูรณาการพลังงานหมุนเวียน”

โพสต์นี้เดิมปรากฏบน บล็อกผู้เชี่ยวชาญของ NRDC

ที่มา: https://www.greenbiz.com/article/getting-zero-carbon-hot-water-homes-and-industry