Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, việc sưởi ấm không gian và nước trong các tòa nhà chiếm khoảng 44% tổng năng lượng tiêu thụ trên toàn cầu . Lượng nhiệt này vẫn chủ yếu được tạo ra bằng cách đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, khiến nó trở thành nguồn phát thải carbon khổng lồ dẫn đến biến đổi khí hậu. Nhưng bạn có thể ngạc nhiên khi biết lượng nhiệt bị lãng phí mỗi ngày. Tìm cách phục hồi và tái chế nó có thể làm giảm đáng kể lượng khí thải.
Hãy xem xét một chiếc xe chạy bằng xăng hoặc dầu diesel tiêu chuẩn. Động cơ cung cấp động lượng và tạo ra nhiệt dư thừa mà bộ tản nhiệt loại bỏ. Lượng nhiệt này phần lớn bị lãng phí, ngoại trừ vào mùa đông khi nó làm ấm kính chắn gió và hành khách. Các máy phát điện cung cấp điện cho lưới điện hoạt động theo cách tương tự - nhiệt dư thừa của chúng có thể được chuyển hướng để sưởi ấm các tòa nhà. Ở Anh, có rất nhiều động cơ khí đốt dự phòng để cung cấp cho lưới điện khi cần thiết. Tôi là thành viên của nhóm liên kết nhiệt từ máy phát điện chạy bằng khí đốt với hệ thống sưởi trung tâm của tòa nhà.
Ý tưởng về sự kết hợp nhiệt và năng lượng không có gì mới. Ở Nottingham, năng lượng cho mạng lưới sưởi ấm quận của thành phố và một phần điện năng đến từ lò đốt chất thải . Điều này cũng làm giảm lượng rác gửi đến bãi rác. Nhưng một khi bạn nhận ra có bao nhiêu nhiệt ngoài kia, đang chờ được tái sử dụng, thì vấn đề làm nóng khử cacbon dường như không quá lớn. Dưới đây là bảy ví dụ.
1. Trung tâm dữ liệu
Máy tính đang xử lý dữ liệu nóng lên —chỉ cần cảm nhận phần dưới của máy tính xách tay. Trung tâm dữ liệu là những căn phòng chứa đầy máy tính có thể chứa các máy chủ CNTT cho toàn bộ tòa nhà văn phòng. Nhiệt do chúng tạo ra được chiết xuất và thải ra ngoài, thường là do các máy điều hòa không khí ngốn nhiều năng lượng.
Ở những nơi khác, các trung tâm dữ liệu đã được sử dụng như " nồi hơi kỹ thuật số " để sưởi ấm các bể bơi. Trong nhiều trường hợp, nước lạnh chạy qua các đường ống giữa hai tòa nhà để giúp làm mát các máy chủ của trung tâm dữ liệu. Nước nóng sau đó được bơm trở lại để làm ấm hồ bơi .
2. Sân băng
Dù bạn có tin hay không, bất kỳ sân trượt băng được làm mát nhân tạo nào cũng tạo ra rất nhiều nhiệt. Điều này là do chu trình làm lạnh giữ cho nước bạn trượt trên đó bị đóng băng. Hãy nghĩ về quá trình này giống như bạn làm tủ đông ở nhà. Khi bạn đặt một thứ gì đó ở nhiệt độ phòng vào tủ đông, chẳng hạn như khay chứa nước để làm đá viên, nhiệt sẽ được trích ra để đóng băng nước và bơm ra bên ngoài tủ lạnh. Bạn có thể cảm thấy mặt bên hoặc mặt sau của tủ đông ấm hơn khi điều này xảy ra.
Tương tự như trung tâm dữ liệu, lượng nhiệt này có thể được thu lại bằng cách tuần hoàn nước và phân phối nó qua các đường ống đến các bộ phận khác của tòa nhà hoặc các tòa nhà lân cận .
3. Nhà bếp và phòng tắm
Trong hầu hết các gia đình, quạt hút và cửa sổ sẽ loại bỏ hơi nước khỏi nhà bếp và phòng tắm. Thay vào đó, một số loại hệ thống thông gió có thể thu hồi nhiệt từ không khí ẩm này, giảm lượng năng lượng cần thiết để sưởi ấm. Người ta ước tính rằng điều này có thể tiết kiệm từ 23 đến 56% chi phí hóa đơn năng lượng khi kết hợp với các biện pháp tiết kiệm năng lượng khác, chẳng hạn như cách nhiệt cho tường và gác xép.
4. Nhà máy xử lý nước thải
Các nhà máy xử lý nước thải và nước thải tạo ra rất nhiều nhiệt , được tạo ra từ quá trình ủ phân hữu cơ trong bùn (nhiệt độ có thể lên tới 70°C). Nhiệt thừa này có thể được tái sử dụng trực tiếp hoặc thông qua bơm nhiệt .
5. Nước sông, biển
Máy bơm nhiệt hoạt động theo cách tương tự như tủ lạnh trong nhà bếp, trong đó nhiệt được lấy ra từ thức ăn và đồ uống bên trong và tỏa ra bên ngoài. Nhiệt độ của nước sông và nước biển thay đổi ít hơn giữa các ngày và các mùa so với không khí và máy bơm nhiệt có thể sử dụng nhiệt độ nước ổn định này làm nguồn sưởi ấm vào mùa đông và làm mát vào mùa hè. Hãy nghĩ về chai nước bên trong tủ lạnh như nước sông, và nhiệt được bơm bên ngoài tủ lạnh là nguồn sưởi ấm cho một ngôi nhà.
6. Mỏ than ngập nước
Nước trong các mỏ than cung cấp một giải pháp thậm chí còn hiệu quả hơn. Nhiệt độ mặt đất không thay đổi nhiều khi sâu hơn 1 mét . Ở độ sâu thấp hơn nhiều, nhiệt độ thực sự tăng lên . Các mỏ than bị bỏ hoang có xu hướng chứa đầy nước âm ấm từ mưa và mực nước ngầm , và Vương quốc Anh có số lượng tương đương 400.000 bể bơi Olympic được lưu trữ trong các mỏ này, tất cả đều ở nhiệt độ khá ổn định. Vào mùa đông, khi thời tiết rất lạnh, nguồn nước ấm này là nguồn nhiệt thích hợp có thể truyền đến các tòa nhà thông qua máy bơm nhiệt.
7. Bạn
Cơ thể con người trung bình tỏa ra khoảng 100 watt nhiệt khi nghỉ ngơi. Khi tập luyện, nhiệt lượng đó có thể lên tới 1.000 watt: đủ để đun sôi một lít nước trong sáu phút.
Khi mọi người tụ tập trong nhà, nhiệt mà họ tỏa ra bắt đầu tích tụ. Những nơi công cộng đông đúc có thể được sử dụng để sưởi ấm các phần khác của cùng một tòa nhà hoặc các tòa nhà lân cận.
Hình ảnh hồng ngoại cho thấy lượng nhiệt thường thất thoát từ các tòa nhà mà chúng ta dành phần lớn cuộc đời ở đó. Kết hợp với vật liệu cách nhiệt và một số công nghệ được thảo luận ở đây, nhân loại có thể đáp ứng phần lớn nhu cầu sưởi ấm của mình mà không cần thêm nguồn—và cắt giảm một trong những nguồn lớn nhất khí thải làm nóng lên khí hậu.
