Làm nóng nước trong nhà và các tòa nhà thương mại cũng như sản xuất hơi nước ở nhiệt độ thấp trong các cơ sở công nghiệp và đa gia đình là một trong những cơ hội lớn nhất chưa được khai thác để cắt giảm lượng khí thải carbon đồng thời cắt giảm hóa đơn năng lượng và cho phép mở rộng năng lượng tái tạo. một nghiên cứu mới từ Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Schatz, phối hợp với NRDC và các đối tác khác.
Sản xuất nước nóng và hơi nước trong nhà, tòa nhà thương mại và các ứng dụng công nghiệp ở nhiệt độ thấp (dưới 300 độ) ở Hoa Kỳ chịu trách nhiệm về 520 triệu tấn khí thải carbon hàng năm, tương đương với 113 triệu ô tô mỗi năm, và nhiều hơn 27% so với 410 triệu tấn liên quan đến việc sưởi ấm các tòa nhà. Nhiệt chịu trách nhiệm cho 10/30 tổng lượng khí thải từ việc sử dụng năng lượng ở Hoa Kỳ và báo cáo này đề cập đến khoảng XNUMX% lượng khí thải của Hoa Kỳ từ việc sử dụng năng lượng. Nghiên cứu cũng xác định khả năng tiết kiệm hóa đơn là XNUMX tỷ USD mỗi năm khi triển khai trên quy mô lớn.
Theo truyền thống, nhu cầu về nước nóng và hơi nước được cung cấp bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch trong máy nước nóng và nồi hơi, giải phóng ô nhiễm khí hậu và không khí. Tin tốt là công nghệ hiện có và đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia, có thể cắt giảm lượng khí thải này xuống một nửa hoặc nhiều hơn nhờ lưới điện ngày nay, mở ra con đường hướng tới nước nóng và hơi nước không gây ô nhiễm và carbon khi được cung cấp năng lượng tái tạo. đồng thời giảm chi phí năng lượng so với nồi hơi gas thông thường.
Máy nước nóng bơm nhiệt là gì?
Máy nước nóng bơm nhiệt làm nóng nước và tạo hơi nước, bóng đèn LED (Điốt phát sáng) dùng để chiếu sáng và xe điện cho phương tiện giao thông: Một giải pháp công nghệ của thế kỷ 21 đã sẵn sàng cho thời kỳ sơ khai. Nó chỉ cần sự quan tâm và hỗ trợ nghiêm túc của các nhà hoạch định chính sách để loại bỏ các công nghệ lỗi thời và gây ô nhiễm.
Máy nước nóng bơm nhiệt tận dụng các định luật nhiệt động lực học để tạo ra năng lượng gấp bốn đến năm lần mức chúng tiêu thụ và lên đến bảy đến tám lần trong các ứng dụng công nghiệp, bằng cách hấp thụ nhiệt từ không khí, nước hoặc mặt đất một cách hiệu quả và tập trung nó vào bình nước nóng. Quá trình này, giống như quá trình được sử dụng trong máy điều hòa không khí và tủ lạnh, hiệu quả hơn nhiều so với các máy đun nước nóng và nồi hơi đốt gas hiệu quả nhất. Vì vậy, mặc dù khí rẻ hơn điện trên mỗi đơn vị năng lượng, năng lượng tiết kiệm được từ máy bơm nhiệt hiện đại vẫn bù đắp được chênh lệch giá, mang lại chi phí năng lượng thấp hơn. Khoản tiết kiệm thậm chí còn hấp dẫn hơn khi thay thế điện trở, dầu nhiên liệu hoặc khí propan trong đó máy nước nóng bơm nhiệt có thể tiêu tốn năng lượng bằng một nửa hoặc hơn.
Máy bơm nhiệt có thể phục vụ nhu cầu nước nóng và hơi nước ở nhiệt độ thấp trong nhiều ứng dụng, từ khu dân cư dành cho một gia đình và nhiều hộ gia đình đến sưởi ấm khu vực trong khuôn viên trường và trong thành phố, đến các lĩnh vực thương mại như khách sạn, y tế, giáo dục, dịch vụ ăn uống cho đến các nhu cầu công nghiệp như chế biến thực phẩm, sấy gạch, nhựa/hóa học, buồng sơn, sản phẩm gỗ, v.v.
3 ý tưởng lớn: Hiệu quả, thân thiện với khí hậu, lưới điện linh hoạt
Điều gì làm cho hệ thống sưởi ấm nước bằng bơm nhiệt trở nên hấp dẫn? Chúng là công cụ hoàn hảo trong quá trình chuyển đổi năng lượng sạch vì chúng hiệu quả, thân thiện với khí hậu và linh hoạt với lưới điện.
1. Hiệu quả: Công nghệ bơm nhiệt đã đi một chặng đường dài. Như nghiên cứu cho biết, hiện nay chúng đạt hiệu suất “300%” hoặc hơn cho các ứng dụng dân dụng, vượt qua hiệu suất đốt nhiên liệu hóa thạch thông thường (60-97%) hoặc điện trở (90-95%), và thậm chí cao hơn ở nhiều ngành công nghiệp. các ứng dụng. Máy bơm nhiệt hiệu suất cao có thể làm nóng nước sử dụng ít năng lượng hơn, do đó người sử dụng năng lượng sẽ ít phải trả hóa đơn năng lượng hơn. Nghiên cứu cho thấy 80% khách hàng dân cư, 70% khách hàng công nghiệp và 60% khách hàng thương mại sẽ trả tiền điện để cung cấp năng lượng cho máy nước nóng bơm nhiệt ít hơn so với việc họ trả tiền để đun nước nóng bằng nhiên liệu khí với mức giá năng lượng hiện nay. Những ưu đãi đó sẽ chỉ tăng lên khi hiệu suất bơm nhiệt tiếp tục được cải thiện nhanh chóng.
2. Thân thiện với khí hậu: Sử dụng máy nước nóng bơm nhiệt hiệu suất cao chạy bằng nguồn điện ngày càng sạch sẽ làm giảm lượng khí thải carbon từ đun nóng nước và hơi nước. Theo nghiên cứu, gần 100% các địa điểm tiềm năng được đánh giá trong các lĩnh vực dân cư, thương mại và công nghiệp sẽ giảm được lượng khí thải nhà kính khi sử dụng máy nước nóng bơm nhiệt điện. Và khi lưới điện được khử cacbon, lượng khí thải đó sẽ hướng tới mức XNUMX.
Vài năm tới là rất quan trọng để đảm bảo rằng máy nước nóng bơm nhiệt đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được lưới điện không có carbon vào năm 2035.
3.Grid-linh hoạt: Máy bơm nhiệt cung cấp khả năng làm nóng và lưu trữ nước trong thời gian có nhiều năng lượng tái tạo để sử dụng sau này. Nói một cách đơn giản, bơm nhiệt có thể hoạt động như pin nhiệt để lưu trữ năng lượng tái tạo dư thừa và làm đệm cho lưới điện. Điều này có thể giúp khử cacbon cho lưới điện nhanh hơn và với chi phí thấp hơn. Nghiên cứu xác định rằng tỷ lệ tổng thể khách hàng trong tất cả các lĩnh vực sẽ tiết kiệm được khi chuyển sang sử dụng máy bơm nhiệt cho nước nóng tăng từ 60-80% lên 95% với khả năng vận hành linh hoạt và giá cả hoặc ưu đãi phù hợp. Trong nhiều trường hợp, chiến lược này còn xa vời hiệu quả hơn về mặt chi phí và được chấp nhận về mặt môi trường hơn hơn các hình thức lưu trữ khác như xây dựng cơ sở thủy điện mới để lưu trữ ngắn hạn.
Giải pháp tiềm năng giúp giảm gánh nặng năng lượng cho hộ gia đình thu nhập thấp
Nghiên cứu cho thấy nhiều hộ gia đình có thu nhập thấp sẽ tiết kiệm tiền trên hóa đơn tiện ích bằng cách đun nóng nước bằng bơm nhiệt hơn các hộ gia đình khác, điều này đặc biệt quan trọng vì họ cũng chi phần thu nhập cao nhất cho việc đun nóng nước, lên tới 2% cho mức thấp nhất. hộ gia đình có thu nhập.
Tuy nhiên, để các hộ gia đình có thu nhập thấp được hưởng lợi từ các giải pháp này, cần phải có chính sách triển khai có chủ đích để giúp các giải pháp này dễ tiếp cận và có giá cả phải chăng, đồng thời đảm bảo chúng không dẫn đến những hậu quả ngoài ý muốn như phải di dời do tăng tiền thuê sau khi cải tạo tòa nhà. Các cộng đồng chưa được phục vụ đầy đủ phải được ưu tiên trong các chính sách triển khai giải pháp sưởi ấm nước sạch, thông qua các chính sách liên bang như Ngôi nhà không phát thải Đạo luật (ZEH) và Ngôi nhà xanh, hiệu quả và giá cả phải chăng cho người thuê Đạo luật (GREAHT) đang được coi là một phần trong ưu tiên đầu tư cơ sở hạ tầng của chính quyền Biden và Quốc hội Hoa Kỳ.
Làm nó xảy ra đi
Báo cáo trình bày chi tiết nhiều chính sách cần thiết để nắm bắt cơ hội này nhằm tạo ra một phương pháp sạch hơn và giá cả phải chăng hơn nhằm phục vụ nhu cầu nước nóng của các gia đình, doanh nghiệp và ngành công nghiệp Hoa Kỳ. Tóm lại, các chính sách này chia thành ba nhóm: loại bỏ các rào cản pháp lý và thị trường; đầu tư để đẩy nhanh việc triển khai; và các tiêu chuẩn để mở rộng quy mô áp dụng và đảm bảo khả năng tiếp cận công bằng.
Bây giờ là lúc phải hành động: Máy nước nóng sử dụng nhiên liệu hóa thạch và nồi hơi công nghiệp có tuổi thọ ít nhất một thập kỷ, đôi khi là hai thập kỷ, duy trì lượng khí thải không cần thiết và tạo ra chi phí cao hơn cho khách hàng. Vài năm tới là rất quan trọng để đảm bảo rằng máy nước nóng bơm nhiệt đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được lưới điện không có carbon vào năm 2035. Như nghiên cứu đã tóm tắt, “Máy bơm nhiệt hiệu quả và linh hoạt đáp ứng thời điểm này bằng cách tạo ra việc làm trong một thế kỷ 21 quan trọng”. ngành, giảm hóa đơn năng lượng của khách hàng, cắt giảm lượng khí thải carbon và giảm bớt sự tích hợp năng lượng tái tạo.”
Bài đăng này ban đầu xuất hiện trên Blog chuyên gia của NRDC.
Nguồn: https://www.greenbiz.com/article/getting-zero-carbon-hot-water-homes-and-industry
