رشد «انفجاری» تقاضا برای نصب پمپ‌های عظیم حرارتی

در یک استخر استاندارد المپیک ۲.۵ میلیون لیتر آب وجود دارد.

اگر به دلایلی می‌خواهید آن را از دمای دلپذیر ۲۰ درجه سانتیگراد به نقطه جوش برسانید، شرکت آلمانی «راه حل‌های انرژی ام‌اِی‌ان» (MAN Energy Solutions) می‌تواند این کار را با یک پمپ حرارتی انجام دهد.

رِیموند دیکوروِت، که در توسعه تجاری این شرکت کار می‌کند، توضیح می‌دهد: «ما می‌توانیم این کار را در کمتر از چهار ساعت انجام دهیم. یا می‌توانیم این میزان آب را ظرف ۱۱ ساعت منجمد کنیم.»

تاسیسات این شرکت یکی از بزرگترین واحدهای پمپ حرارتی در جهان است. پمپ‌های حرارتی با فشرده‌سازی مبردهایی (مواد خنک‌کننده‌ای) که به آرامی گرم شده‌اند کار می‌کنند تا دمای این سیالات را افزایش دهند. می‌توان این گرما را به خانه‌ها یا ماشین‌آلات صنعتی منتقل کرد.

پمپ‌های حرارتی برای کار کردن به برق نیاز دارند، اما می‌توانند به ازای هر کیلووات برقی که مصرف می‌کنند حدود سه یا چهار کیلووات گرما تولید کنند که کارایی بالایی به حساب می‌آید. به علاوه، برخی از آنها می‌توانند به عنوان وسیله سرمایشی عمل کنند.

پمپ‌های حرارتی بیش از پیش برای نصب در خانه‌ها محبوبیت پیدا کرده‌اند، که نسبتا کوچک هستند و معمولا خروجی‌های چند کیلوواتی دارند.

در مقابل بزرگترین پمپ حرارتی تجاری شرکت «ام‌اِی‌ان انرژی» هزاران بار قدرتمندتر است و ظرفیتی ۴۸ مگاواتی برای تولید حرارت دارد.

این دستگاه می‌تواند دمایی تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد تولید کند و هزاران خانه را گرم کند. این شرکت اخیرا دو دستگاه از آنها را در شهر بندری «اِس‌بی‌یِرگ» در دانمارک نصب کرده است.

در این تاسیسات، مبرد دستگاه از جنس دی اکسید کربن، مقدار کمی حرارت را از آب دریا جذب می‌کند.

کمپرسورها دمای دی‌اکسید کربن را افزایش می‌دهند و سیستم می‌تواند این گرما را انتقال دهد و آبی با دمای ۹۰ درجه را به سیستم گرمایشی منطقه که به ۲۷ هزار خانوار خدمات می‌رساند منتقل کند.

آقای دیکوروِت می‌گوید: «تقاضا برای گرمایش در سطح محلی رشدی انفجاری را تجربه می‌کند.»

نیاز فوری به ترک سوخت‌های فسیلی باعث هجوم - به خصوص در اروپا - به سوی سیستم‌های پمپ حرارتی بزرگ‌تر و قوی‌تر شده که می‌توانند نیاز کل شهرهای کوچک را تامین کنند.

اما چه کسی، از نظر میزان مگاوات، بزرگترین تشکیلات را دارد؟

این سوال ساده به نظر می‌رسد اما یافتن جواب قطعی برای آن بسیار سخت است. حداقل به این دلیل که پمپ‌های حرارتی معمولا همیشه با حداکثر ظرفیت کار نمی‌کنند. به عنوان مثال در اِس‌بی‌یِرگ پمپ‌های حرارتی شرکت «ام‌اِی‌ان انرژی» در حدود نیمی از ظرفیت بالقوه خود کار خواهند کرد.

تلاش برای مقایسه بزرگترین سیستم‌های پمپ حرارتی جهان دشوار است، زیرا اغلب از چندین پمپ حرارتی کوچکتر که به صورت زنجیره‌ای به هم وصل هستند تشکیل شده‌اند.

برای مثال سیستم گرمایش منطقه‌ای در استکهلم سوئد را در نظر بگیرید که اغلب به عنوان بزرگترین پمپ حرارتی جهان شناخته می‌شود که احتمالا برداشت درستی است. حداکثر ظرفیت این تاسیسات ۲۱۵ مگاوات است، اما به گفته سخنگوی «استکهلم اکسِرجی» که این شبکه را می‌گرداند این رقم حاصل جمع هفت پمپ حرارتی مجزاست: دو دستگاه ۴۰ مگاواتی و پنج دستگاه ۲۷ مگاواتی.

شهر گوتنبرگ سوئد هم دارای یک سیستم پمپ حرارتی ۱۶۰ مگاواتی است که از چهار واحد تشکیل شده است. دو عدد از آنها در واقع بزرگتر از واحدهای منفرد تاسیسات استکهلم هستند و هر کدام ۵۰ مگاوات ظرفیت دارند که از سال ۱۹۸۶ مشغول کار بوده اند. اینها احتمالا عنوان قوی‌ترین پمپ های حرارتی منفرد را یدک می‌کشند.

دِیو پی‌یِرسون، مدیر توسعه پایدار گروه «استار رفریجریشن» یادآوری می‌کند که اندازه لزوما همه چیز نیست. کارایی هم مهم است و او استدلال می کند که آمونیاک - مبرد مورد استفاده شرکتش - به کارآمدتر شدن پمپ‌های حرارتی کمک می‌کند.

ورونیکا ویلک و همکارانش در موسسه فناوری اتریش درباره استفاده از پمپ‌های حرارتی در بخش صنایع برای تامین حرارت مورد نیاز کارخانه‌های داروسازی، مواد غذایی یا تولید کاغذ مطالعه کرده‌اند.

دکتر ویلک استدلال می‌کند شرکت‌هایی که به دمای خیلی بالا - بیش از ۲۰۰ درجه سانتیگراد - نیاز ندارند، بیش از پیش به پمپ‌های حرارتی روی می‌آورند، زیرا به آنها اجازه می‌دهد مصرف گاز طبیعی که پس از حمله روسیه به اوکراین بسیار گران شده را کاهش دهند.

اما این نوع پمپ‌های حرارتی معمولا فقط چند مگاوات ظرفیت دارند. به گفته دکتر ویلک احتمال بیشتری وجود دارد که پمپ‌های حرارتی واقعا غول‌پیکر را در سیستم گرمایشی منطقه‌ای، مانند آنچه بالاتر به آن اشاره کردیم، مشاهده کنید.

او می افزاید: «خوبیِ این نوع سیستم‌ها این است که می‌توانید خانه‌های زیادی را یکجا کربن‌زدایی کنید.»