التقارير تقارير الطاقة المتجددة تقارير الكهرباء رئيسية سلايدر الرئيسية طاقة متجددة كهرباء

3 أسباب تجعل المضخات الحرارية "حصانًا رابحًا" للتدفئة والتبريد

أسماء السعداوي

2023-06-07

0 1٬172

تشهد مبيعات المضخات الحرارية ازدهارًا كبيرًا مؤخرًا، مدفوعة بمكاسب غير محدودة يحظى بها مستعمِلوها على صعيد خفض الانبعاثات الضارة بالبيئة، وانخفاض تكلفة تشغيلها، وتوفيرها للطاقة من بين مزايا أخرى، إذ سجلت الولايات المتحدة وحدها بيع أكثر من 17 مليون وحدة خلال عام 2020، بحسب تقرير لوزارة الطاقة الأميركية.

وتمثّل هذه المضخات -في الوقت الحالي- نحو نصف مبيعات أجهزة التدفئة المنزلية بالمنازل الأميركية، وذلك بعد تمرير قانون خفض التضخم الذي يمنح إعفاءات ضريبية ودعمًا غير مسبوق لاستعمال الطاقة النظيفة، بغرض مكافحة تغير المناخ وتحقيق هدف الحياد الكربوني بحلول عام 2050.

وتعدّ المضخات الحرارية تقنية نظيفة ومتجددة تساعد المنزل على التدفئة والتبريد، عن طريق نقل الحرارة من مكان لآخر، وهي تشبه الثلاجة في طريقة تشغيلها، بحسب المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

منافع هائلة للمضخات الحرارية

تستعمل المضخات الحرارية الكهرباء لتحويل الحرارة من البرودة إلى الدفء، والعكس، في مختلف فصول العام، إذ إنها قادرة على توفير البرودة في الصيف القائظ والدفء في الشتاء البارد، دون حرق الطاقة.

خلال شهور الشتاء، تنقل المضخات الحرارة من الخارج البارد وتستعملها لتدفئة المنزل، وخلال شهور الصيف الحارّة، تحول الحرارة داخل المنزل للخارج.

وتتميز تلك التقنية النظيفة بمعدلات مرتفعة لتوفير الطاقة عند مقارنتها بالأفران ومكيفات الهواء وأنظمة التسخين التقليدية؛ إذ تقوم على نقل الحرارة، وليس توليدها.

ومن المتوقع أن يرتفع الطلب العالمي على المضخات الحرارية إلى 1.5 مليار وحدة بحلول عام 2050، بزيادة 8 أضعاف مستويات عام 2020، حسب شركة أبحاث الطاقة "ريستاد إنرجي".

أنواع المضخات الحرارية

هناك نوعان رئيسان من المضخات الحرارية، وهما الهوائية والأرضية، حسب المصدر الذي تنقل منه الحرارة سواءً الماء والهواء والأرض.

المضخات الحرارية الهوائية:

تعدّ المضخات الهوائية الأكثر انتشارًا، وتنقل الحرارة من الهواء الخارجي للمنزل، أو العكس، إذ يمكنها خفض استهلاك الكهرباء بنسبة 50% مقارنة بالأفراد وأنظمة التسخين الخارجية.

ورغم عدم استعمالها -حتى الآن- في درجات الحرارة تحت الصفر لأوقات طويلة، فإنها تمثّل خيارًا ممكنًا للتدفئة هناك بفضل التقدم في تكنولوجيا المضخات الحرارية الهوائية.

كما يمكن استعمال المضخات الأرضية في المنازل التي لا توجد بها مسارات للأنابيب، ويُطلق عليها المضخة الحرارية المنفصلة الصغيرة.

وهناك نوع آخر يسمّى "مبرد الدورة العكسية" الذي يوفر المياه الساخنة والباردة، بدلًا من الهواء، وفق ما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

تقرير يكشف عن المنافع الهائلة للمضخات الحرارية — عمّال يركّبون مضخة حرارية - الصورة من وكالة بلومبرغ

المضخات الحرارية الأرضية:

تعمل المضخات الحرارية الأرضية على نقل الحرارة بين المنزل والأرض أو المياه القريبة.

ورغم ارتفاع تكاليف تركيبها، تتميز بتكاليف تشغيل منخفضة، لأنها تستمد مصدر الطاقة من درجات الحرارة المستمرة نسبيًا في الأرض والمياه.

ميزة أخرى تضاف إلى قائمة مميزات المضخات الحرارية الأرضية، وهي أنها قادرة على توفير استهلاك الكهرباء بنسبة تتراوح بين 30% و60%، كما تناسب أنواعًا مختلفة من المنازل.

ومقارنة بالأنواع الأخرى من المضخات الحرارية، يمكن استعمالها في المناطق التي تتّسم بمناخ أكثر قسوة.

وبالنظر إلى أن الطاقة الحرارية الأرضية مورد وفير ومتجدد، تعدّ المضخات الأرضية من أكثر أنظمة التدفئة والتهوية وتسخين المياه كفاءة وفاعلية من حيث التكلفة.

المضخات الحرارية توفر الطاقة وتحمي البيئة — رسم توضيحي لمضخّة حرارية أرضية – الصورة من شركة "بريان فيول"

ميزات المضخات الحرارية

تتميز المضخات الحرارية بميزات متعددة، أخطرها تقليل أثر استهلاك وتوليد الطاقة على البيئة، وخاصة ضمن مساعي خفض الانبعاثات لحماية كوكب الأرض من أثار ظاهرة الاحتباس الحراري.

كما تتميز المضخات الحرارية باستعمال الكهرباء لنقل الحرارة أو البرودة بدلًا من توليدها، وهو ما يجعلها أكثر كفاءة وترشيدًا من أنظمة التهوية والتدفئة والتبريد التقليدية.

ويمكن أن توفر 7.6 طنًا من انبعاثات الكربون سنويًا، ومع زيادة اعتماد الأُسَر عليها يمكنها توفير المزيد من استهلاك الطاقة وخفض الانبعاثات الكربونية.

وتعمل المضخات الأرضية على خفض الانبعاثات بصورة أكبر من الأجهزة الأخرى العاملة بالوقود الأحفوري، وهو ما يؤدي إلى انبعاثات أقلّ بنسبة 85% تقريبًا من فرن الغاز، و 90% أقلّ من انبعاثات فرن البروبان حتى عام 2050، بحسب دراسة أجراها معهد ماونتن روكي للأبحاث.

تقليل فواتير الطاقة

يمكن أن توفر المضخات الهوائية أكثر من 500 دولار سنويًا، اعتمادًا على حجم المنزل وظروف المناخ المحيطة وقدرة المنزل على ترشيد استهلاك الطاقة.

ومن الممكن -أيضًا- توفير المزيد من المال، عبر استعمال المضخات الحرارية في وجود إجراءات مقاومة تقلبات الطقس داخل المنزل عبر العزل مثلًا.

وتستعمل المضخات الحرارية الأرضية طاقة أقلّ بنسبة 80% سنويًا مقارنة بأفران الوقود الأحفوري في تدفئة المنازل ،ويمكن أن تدعم الحدّ من ذروة الطلب على نظام المرافق خلال الأيام الباردة أو موجات الحَرّ.

تيسيرات جديدة

يمكن لأصحاب المنازل الاستفادة من قانون خفض التضخم الذي أقرّه الرئيس الأميركي جو بايدن، وتُمنح بموجبه إعفاءات ضريبية وتيسيرات لدعم استعمال مصادر الطاقة غير الملوثة للبيئة.

وفي ضوء القانون، يمكن شراء وتركيب المضخات الحرارية الأرضية أو الهوائية بإعفاءات ضريبية تصل إلى 30% على التكلفة الإجمالية للوحدات (نحو 150 دولارًا).

وستوفر الولايات -قريبًا- خصومات إضافية لخفض تكلفة المضخات الحرارية، كما سيحصل السكان ذوو الدخل المنخفض، بشكل خاص، على نِسب أعلى من تلك الإعفاءات.

ويجب أن تُلبي المضخات الحرارية ما يقرب من 20% من احتياجات التدفئة العالمية في المباني بحلول عام 2030، بحسب وكالة الطاقة الدولية.

كما يستلزم لتحقيق الحياد الكربوني بحلول 2050 ارتفاع مبيعات المضخات الحرارية بنسبة أعلى من 15% سنويًا خلال هذا العقد (2030).

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..