Việc sử dụng nhiệt năng lượng tái tạo như một con át chủ bài để ngăn chặn sự nóng lên toàn cầu và tại sao việc mở rộng nhanh chóng điện năng lượng tái tạo là điều cần thiết
Chi phí năng lượng tăng vọt dường như cuối cùng đã dừng lại. Nhìn lại, một trong những phản ứng tích cực do mức giá cao này gây ra là sự mở rộng nhanh chóng của việc sản xuất điện mặt trời trên toàn thế giới. Hơn nữa, đặc biệt là ở châu Âu, đang có phong trào sử dụng nhiệt tái tạo để thay thế nhu cầu nhiệt được đáp ứng bởi nhiên liệu hóa thạch từ Nga.
Dự kiến sẽ tiết kiệm năng lượng hơn gấp nhiều lần,
Khử cacbon 100% bằng cách sử dụng điện năng lượng tái tạo
Trong chuyên mục này, tôi xin đề cập đến máy bơm nhiệt, một công nghệ sử dụng năng lượng tái tạo, đã được đưa vào các biện pháp kinh tế khẩn cấp của chính phủ Nhật Bản. Máy bơm nhiệt là một hình thức điện khí hóa, là một trong những con đường quan trọng hướng tới một xã hội khử cacbon và từ quan điểm đó, điện tái tạo luôn cần thiết. Đây là một câu chuyện có liên quan sâu sắc đến độc giả của Solar Journal.
Hãy bắt đầu với những điều cơ bản về máy bơm nhiệt. Tên tượng trưng cho thân (naha, tai). Heat Pump là công nghệ bơm nhiệt giống như một chiếc máy bơm. Máy bơm này chạy bằng điện và trong máy điều hòa không khí gia đình, như thể hiện trong sơ đồ bên dưới, nó mang nhiệt trong khí quyển từ bên ngoài vào và cung cấp nhiệt trong nhà. Điều hòa không khí cũng là một ứng dụng của bơm nhiệt.
Nếu điện dùng để chạy máy bơm là 1 thì nó sẽ bơm lên 6 nhiệt lượng trong khí quyển, giúp có thể sử dụng năng lượng nhiệt nhiều hơn 7 lần. Nó có thể được mô tả như một hệ thống đẹp như mơ, tạo ra hiệu suất cao bằng cách sử dụng nhiệt có sẵn rộng rãi trong tự nhiên.
Cách thức hoạt động của bơm nhiệt (khi sưởi ấm máy điều hòa không khí gia đình) Nguồn: Bơm nhiệt/trung tâm lưu trữ nhiệt
Nhiệt trong khí quyển được chứng nhận là năng lượng tái tạo, vì vậy nếu bạn vận hành máy bơm này bằng năng lượng tái tạo, nó sẽ trở thành nhiệt 100% không có carbon. Nó được cho là con át chủ bài trong quá trình khử cacbon bằng nhiệt, vốn thường đạt được tiến bộ chậm khi sử dụng dầu hỏa hoặc khí tự nhiên.
Chúng ta sẽ đề cập đến máy bơm nhiệt thương mại sau, nhưng công nghệ bơm nhiệt không chỉ giới hạn ở máy điều hòa không khí được thảo luận ở đây mà còn được sử dụng trong tủ lạnh và thường được đưa vào cuộc sống hàng ngày. Nói cách khác, việc chuyển đổi nguồn điện bạn sử dụng sang các nguồn năng lượng tái tạo có thể là một công cụ khử cacbon tuyệt vời cho ngôi nhà của bạn.
Dự kiến đến năm 2030
Mở rộng bùng nổ và sử dụng công nghiệp
Ở châu Âu, việc sử dụng khí đốt trong gia đình, văn phòng và doanh nghiệp đang gia tăng nhanh chóng như một giải pháp thay thế cho khí đốt tự nhiên, vốn đã tăng giá chóng mặt. Là một sự thay đổi năng lượng lớn theo hướng khử cacbon, máy bơm nhiệt đã trở thành yếu tố chính trong việc tạo ra nhiệt, cùng với việc sản xuất năng lượng mặt trời cho điện và xe điện cho giao thông vận tải.
Dự đoán về việc giới thiệu máy bơm nhiệt trong các tòa nhà Nguồn: IEA “Net Zero Roadmap”
Lộ trình Net Zero được IEA công bố gần đây dự đoán rằng lượng máy bơm nhiệt được lắp đặt trong các tòa nhà trên khắp thế giới sẽ đạt 3.000 GW vào năm 2030, gấp ba lần vào năm 2022. Đến năm 2050, có khả năng tăng gấp đôi con số đó lên 6.500GW.
Ứng dụng và tiến bộ của máy bơm nhiệt công nghiệp Nguồn: Industrial Heat Pump.COM
Mặt khác, điểm yếu của bơm nhiệt được cho là đầu tư ban đầu cao và khó khăn trong việc xử lý mức nhiệt cực cao mà một số ngành công nghiệp yêu cầu. Nói chung, nhiệt độ lên tới 150 độ C có thể được xử lý, nhưng khi công nghệ tiến bộ, nhiệt độ vượt quá 200 độ C hiện nằm trong phạm vi cho phép. Các ứng dụng đang mở rộng không chỉ bao gồm điều hòa không khí và cung cấp nước nóng trong văn phòng và nhà máy mà còn khử trùng bằng hơi nước ở nhiệt độ cao.
Hãy tận dụng thế mạnh của mình,
Công nghệ “phù hợp với Nhật Bản”
Trên thực tế, máy bơm nhiệt là công nghệ hoàn hảo để lan rộng và mở rộng tại Nhật Bản. Dưới đây là sơ đồ trong Lộ trình Net Zero của IEA được đề cập ở trên. Tỷ lệ các tòa nhà được sưởi ấm bằng nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu được so sánh theo khu vực.
Tỷ lệ nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu để sưởi ấm tòa nhà, so sánh diện tích Nguồn: IEA “Net Zero Roadmap”
Nhật Bản và Hàn Quốc được xếp vào cùng một nhóm và có thể thấy rằng hơn 80% quốc gia của họ dựa vào dầu và khí đốt nhập khẩu vào năm 2021 và hơn 60% vào năm 2030. Nước này phụ thuộc gấp 3 đến 4 lần so với Trung Quốc và phụ thuộc hơn 1,5 lần so với châu Âu.
Phần lớn nhiệt dùng để sưởi ấm các tòa nhà có thể được thay thế bằng máy bơm nhiệt, điều này không chỉ dẫn đến quá trình khử cacbon mà còn giúp số tiền khổng lồ chi cho nhiên liệu hóa thạch nhập khẩu không bị lãng phí. Tất nhiên, điều này cũng dẫn đến an ninh năng lượng. Quá trình khử cacbon, giảm dòng vốn chảy ra ngoài và an ninh có thể giết chết ba con chim bằng một hòn đá.
Một yếu tố quan trọng khác là máy bơm nhiệt là công nghệ mà Nhật Bản hiện có thể tự hào trên toàn thế giới. Gần đây, các công nghệ liên quan đến khử cacbon của Nhật Bản đang mất dần vị thế, trong đó xe điện đang tụt lại phía sau và hydro thì ngược lại. Trong số đó, các công ty tư nhân như Daikin và Panasonic là những công ty dẫn đầu thế giới về máy bơm nhiệt.
Bơm nhiệt khử cacbon
Khi bắt đầu một cuộc tấn công đảo ngược
Như đã trình bày ở phần trước, sự phổ biến của máy bơm nhiệt cũng có thể đóng vai trò là chất xúc tác cho sự hồi sinh của nền kinh tế Nhật Bản. Như thể chính phủ đang bắt đầu nhận ra điều này, các biện pháp kinh tế khẩn cấp được ban hành vào tháng 11 đã tăng trợ cấp cho máy bơm nhiệt gia đình. Tất nhiên, có rất nhiều kỳ vọng vào vai trò “thực tế” trong việc góp phần khử cacbon, vốn đang bị tụt lại phía sau, đặc biệt là về mặt tiết kiệm nhiệt và năng lượng (bơm nhiệt được coi là công cụ tiết kiệm năng lượng vì chúng sử dụng nhiệt có sẵn trong môi trường) .
Một lần nữa, để sử dụng máy bơm nhiệt theo cách trung hòa carbon, điện tái tạo là điều cần thiết. Với sự phổ biến của xe điện, chắc chắn vẫn cần có điện tái tạo. “Lượng điện tái tạo dồi dào” mà tôi đã ủng hộ trước đây sẽ còn có nhu cầu nhiều hơn trong tương lai.
Nhu cầu mở rộng có nghĩa là những cơ hội mới. Đừng quên rằng việc giới thiệu máy bơm nhiệt có thể dẫn đến hoạt động kinh doanh từ những góc độ mới, chẳng hạn như đề xuất chúng kết hợp với sản xuất năng lượng mặt trời, pin lưu trữ, v.v.
