مضخات الحرارة تعمل بالنسبة لي - لكنها لم توفر بعد المال

قبل 4 ساعات

مشاركةحفظ

إيفان ديفيس مقدم برنامج بي بي سي راديو 4 على بي إم

مشاركةحفظ

بي بي سي

أعلم أن ليس الجميع مهتمين بشكل دقيق لطرق السباكة التي يسخن بها منازلهم، لكن هذا موضوع أصبحت مهووسًا به. وذلك جزئيًا لأن لدي زوجًا فرنسيًا وشراء منزل قديم جدًا ومُتسرب في شمال فرنسا قبل سنوات، وكان قد تم تركيب مضخة حرارة فيه بالفعل.

لم أواجه واحدة من قبل. سرعان ما أصبح واضحًا أن مضخة الحرارة لا تعمل بشكل صحيح، لكن لحسن الحظ كانت تحت الضمان، وبمجرد استبدالها، عملت بشكل جيد جدًا. في الواقع، اشترينا واحدة ثانية لامتداد العلية لدينا.

السبب الآخر الذي يجعلني مهتمًا بهذا الموضوع هو أنني متحمس لاحتمال رؤية تغيير تاريخي - لحظة مشابهة لتحول من العربات إلى السيارات. منذ العصر الحجري، كان الناس عادةً يحافظون على دفئهم بحرق الأشياء - الخشب أو الفحم على نار، أو الزيت أو الغاز في غلاية. التحول على مستوى المجتمع إلى مضخات الحرارة الكهربائية سيمثل تحولًا إلى طريقة جديدة تمامًا لإنشاء الحرارة في المنزل.

هذه الحكومة تريد من البريطانيين تبني مضخات الحرارة (كما فعلت الحكومة السابقة). لكن هذا التحول يطرح أسئلة معقدة في بلد حيث تكلف الكهرباء الكثير. حاليًا، فهي أكثر تكلفة من تركيب غلاية غاز، ويمكن أن تكون أيضًا أكثر تكلفة في التشغيل. ونتيجة لذلك، فهي موجهة بشكل رئيسي إلى المهتمين بالبيئة والأغنياء.

السؤال هو: هل يمكن للأرقام أن تتوافق بحيث توفر للمتوسطين من المستهلكين المال؟ وفي بلد حيث الغاز متجذر كالمعيار، هل مضخات الحرارة حقًا التقنية المناسبة لمستقبل أكثر خضرة؟

العائلة السعيدة

إيميلي وستيفن بويتن، اللذان يعيشان في ضاحية خضراء في لندن، قررا تركيب مضخة حرارة في منزلهما المستقل المكون من أربع غرف نوم خلال الجائحة. كانت إيميلي قد بلغت للتو الخمسين من عمرها وكانت تتأمل في الحياة، مستقبلها، التقاعد، البيئة - كل أنواع الأسئلة.

“إذا كان لديك المال للقيام بذلك، وكنت تملك المساحة، فربما يجب عليك المضي قدمًا في ذلك”، تقول الآن عن قرارها بشراء مضخة حرارة.

تركيب واحدة يتطلب على الأرجح بعض أنابيب جديدة، وغالبًا مشعات جديدة؛ فهي ليست شيئًا يمكنك الحصول عليه في يوم واحد عندما تتوقف غلاية الغاز عن العمل. كانت إيميلي وستيفن قد قررا تجديد مطبخهما، لذلك كانت فرصة جيدة لإنجاز بعض الأعمال المزعجة.

لديهما مضخة حرارة كبيرة مصدر هواء في الخارج. تعمل مع الهواء، ومن هنا جاء الاسم. تدفئ الماء الذي يتدفق عبر أنابيب مدفونة داخل المنزل، وتغذي المشعات بالإضافة إلى التدفئة تحت الأرض الجديدة في المطبخ.

ركب ستيفن وإيميلي بويتن مضخة حرارة في منزلهما المستقل المكون من أربع غرف نوم

إيميلي هي التي تتولى إدارة الجداول الحسابية - وتظهر لي التكاليف. مثل العديد من العملاء، قبل التركيب، نُصحوا بتحسين العزل. وذلك لأنه، كما سنرى، توفر مضخات الحرارة عادةً حرارة أكثر لطفًا من غلايات الغاز. وتكلف ذلك حوالي 5000 جنيه إسترليني. ثم دفعوا ثمن المضخة نفسها، والتدفئة تحت الأرض.

إجمالاً أنفقوا 17000 جنيه إسترليني، ومع ذلك حصلوا على منحة حكومية بقيمة 5000 جنيه إسترليني.

إنها مبلغ كبير من رأس المال. بمعنى آخر، إذا قمت بتمويل التكلفة عن طريق إضافة 17000 جنيه إسترليني إلى قرض لمدة 25 سنة، بمعدل فائدة 4.5%، فستكون دفعات الرهن الإضافية شهريًا حوالي 100 جنيه إسترليني.

لكن بعد ذلك، أظهرت لي إيميلي جدول البيانات الذي تتبع فيه استهلاكهم للطاقة، المقاس بالكيلوواط ساعة (kWh). في سنة قبل تركيب مضخة الحرارة، استهلك المنزل إجمالي 28000 كيلوواط ساعة، وهو في الغالب كان تدفئة بالغاز. وفي السنة الأخيرة، استخدموا فقط 10000، على الرغم من أن بعض الأبناء البالغين انتقلوا للعيش معهم خلال تلك الفترة. بمعنى آخر، لقد قللوا استهلاكهم للطاقة بنسبة تقارب الثلثين.

“أعتقد أن ذلك يعكس مدى كفاءة مضخة الحرارة وتأثير العزل أيضًا”، تقول إيميلي.

والآن، من الجدير تذكر ذلك - خاصة عندما تسمع الناس يطلقون السباب على فكرة مضخات الحرارة. فهذه التقنية تقدم مستويات تقريبًا سحرية من تقليل استهلاك الطاقة. قد تكون موضوع - عذرًا على التعبير - نقاش حامي، شديد الحماسة كأنه دين. لكن مضخات الحرارة تُستخدم بالفعل في مئات الآلاف من المنازل في المملكة المتحدة، وعشرات الملايين عبر أوروبا. وليس من الصعب العثور على عملاء سعداء بمضخات الحرارة.

الجزء العلمي

فكيف تقوم مضخة الحرارة بالتدفئة؟ وكيف توفر الطاقة؟

تدور مضخة الحرارة أساسًا مادة كيميائية - المبرد - في حلقة مغلقة، تتنقل من الساخن إلى البارد، من غاز إلى سائل، من ضغط إلى تفريغ. تكرار وتكرار.

عند أحد طرفي الحلقة، عندما يكون المبرد في شكل غاز، تقوم المضخة بضغطه ليصبح شديد السخونة (تمامًا كما يسخن مضخة الدراجة عندما تستخدمها). ثم يمكنها استخدام ذلك الحرارة لتسخين الماء الذي يتدفق عبر المشعات.

عندما يمنح الغاز حرارته لمياه المشعات، يتكثف إلى شكل سائل؛ ثم يمر هذا السائل عبر صمام توسعة (التفريغ)، الذي يرشّه إلى منطقة منخفضة الضغط، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارته بشكل كبير.

وهنا يحدث السحر: أصبح السائل الآن باردًا جدًا لدرجة أن الهواء الخارجي المجمد يكون دافئًا بالمقارنة. يمكن استخدام الهواء الخارجي لغلي المبرد، مما يسمح بتكرار الدورة: يضغط عليه الضاغط ويجعله شديد السخونة مرة أخرى، جاهزًا لتسخين المزيد من مياه المشعات. لكن المفتاح هو الطاقة الحرة التي تحصل عليها من الهواء الخارجي، والتي تساعد في غليان المبرد عندما يكون باردًا.

إيفان ديفيس التقى بعائلة بويتن، التي تعمل مضخة حرارتها عن طريق تدوير المبرد في حلقة، من الساخن إلى البارد، ومن غاز إلى سائل لتوليد الحرارة

لا أزال أجد صعوبة في استيعاب أن بإمكانك استخراج الحرارة من الهواء عند -5 درجات مئوية، للمساعدة في تسخين الماء إلى 50 درجة مئوية.

هل كان انخفاض استهلاك الطاقة الذي رأيته في منزل إيميلي وستيفن طبيعيًا؟ الجواب: نعم، وفقًا لريتشارد فيتون، أستاذ أداء المباني في جامعة سالفورد.

يعمل في “منزل الطاقة 2”، وهو مختبر في جامعة سالفورد يحتوي على منازل جديدة داخل مخزن كبير مغلق، يتحكم في درجة الحرارة. هدفهم هو اختبار طرق تدفئة مختلفة، بما في ذلك مضخات الحرارة. حتى أن المنازل مفروشة بالكامل. التجول فيها تجربة غريبة جدًا، كأنها من عرض ترو مان.

لكن ظروف المختبر تتيح لهم اختبار مضخات الحرارة بدقة، وقياس الطاقة الداخلة والخارجة بدقة.

“أنت ببساطة تدخل وحدة واحدة من الطاقة، وهي كيلوواط ساعة، وتحصل على ثلاث منها”، يقول فيتون لي.

الغاز لن يكون حتى واحدًا، لكل وحدة تدخلها. لا يمكنك تكرار ذلك بما فيه الكفاية: إنه تحول في كفاءة الطاقة.

نوع مختلف من التدفئة

لكن هناك مشكلة.

كما يشير فيتون، لكي تعمل مضخة الحرارة بأفضل أداء، يجب أن تعمل عند درجة حرارة منخفضة نوعًا ما. في حين أن غلاية الغاز قد تسخن الماء إلى 70 درجة مئوية لتشغيل المشعات، فإن مضخات الحرارة تعمل بشكل أفضل عند 45 درجة مئوية. وإذا كانت المشعات تقدم تلك الدفء اللطيف، قد تحتاج إلى توسيع المشعات لجعل الغرفة مريحة.

ديل فينس، مالك شركة الكهرباء إيكوتريسيتي، يقول بصراحة. لقد استخدم مضخة حرارة لمدة 20 عامًا، لكنه يعتقد أن الشركات يجب أن تكون صادقة بشأن حدودها. “التجربة النموذجية تتأثر بحقيقة أن مضخات الحرارة تصنع ماءً أبرد من غلايات الغاز، وإذا لم تغير المشعات، سيكون منزلك باردًا”، يقول.

زار إيفان “منزل الطاقة 2” في جامعة سالفورد، وهو بيئة محكومة مناخيًا تشبه عرض ترو مان لاختبار مضخات الحرارة

عند مواجهة منزل بارد، قد يرفع بعض المستخدمين قوة مضخة الحرارة لديهم - لكن إذا فعلوا ذلك، فإن معظم ميزة الكفاءة تتبدد، يقول.

بالإضافة إلى ذلك، إذا كان منزلك سيئ العزل، ستحتاج إلى الكثير من مضخة الحرارة والكثير من المشعات لمنع فقدان الحرارة بسرعة مساوية لإنتاج مضخة الحرارة لها.

هناك نقاش حول مدى فقدان مضخة الحرارة لكفاءتها، لكن من الأفضل عمومًا التفكير في التقنية كنوع مختلف وأبطأ من التدفئة. مع الغاز أو الزيت، يمكنك تدفئة غرفة بسرعة كبيرة. قد تخرج للعمل وتترك المنزل يبرد؛ ثم تعود وتشتعل الفرن. ليس مع مضخة الحرارة. فهي تدفئ الغرفة ببطء شديد، لذلك تظل تعمل على درجة حرارة ثابتة.

“نحن لا نلمسها، ولا نفكر فيها، وهو أمر غريب”، تقول إيميلي بويتن. “إنها تجلس هناك، والمنزل دافئ بما يكفي.”

تذكر تلك العبارة، دافئ بما يكفي. في يوم بارد، ستبقيك نظام مضخة الحرارة جيد التكوين دافئًا، لكن على الأقل من تجربتي، من غير المحتمل أن يجعل المنزل دافئًا جدًا. إذا أردت أن تكون ساخن جدًا، ربما يكون من الأفضل أن تحصل على جهاز إضافي للتدفئة للاستخدام العرضي.

الخيار الصحيح لبريطانيا؟

عندما يتعلق الأمر بما إذا كانت مضخات الحرارة منطقية كاستراتيجية وطنية أوسع، فإن التحدي الكبير يعود إلى بعض الحسابات الأساسية.

قد تستخدم مضخة حرارة جيدة التكوين ربع طاقة غلاية الغاز المقابلة لها. لكن في المملكة المتحدة، تكلف الكهرباء لكل كيلوواط ساعة حوالي أربعة أضعاف الغاز. هذه أرقام تقريبية، لكن كيف تجعل مضخات الحرارة مجدية ماليًا، نظرًا لتكلفتها الأعلى بشكل عام في البداية؟

للسوق الجماعي لمضخات الحرارة أن تنطلق، يمكن أن تكون الكهرباء أكثر تكلفة من الغاز، ولكن ليس بذلك القدر.

أما في فرنسا، فالأمر مختلف. في منزلي الفرنسي، أدفع حوالي 18 بنس لكل كيلوواط ساعة معظم النهار للكهرباء (وأقل في الليل). في لندن، على فاتورتي الأخيرة، أدفع 28 بنسًا. هذا الفرق البالغ 10 بنسات مهم جدًا.

جريج جاكسون، المدير التنفيذي لشركة أوكتوبوس - أكبر مزود للطاقة بالتجزئة في بريطانيا وأكبر بائع لمضخات الحرارة أيضًا - متحمس للتقنية. “نقوم بتركيب حوالي 1000 شهريًا، عادةً”، يقول. “لا تزال هناك العديد من الحواجز السياسية، لكن الأشخاص الذين يحصلون عليها سعداء جدًا جدًا.”

لكنّه يعترف أن سعر الكهرباء “الجنوني” في المملكة المتحدة يمثل مشكلة. “في المملكة المتحدة، حاليًا، الكهرباء أغلى بأكثر من أربعة أضعاف من الغاز. في ألمانيا، ثلاثة أضعاف، وفي فرنسا، يزيد قليلاً عن ضعف سعر الغاز. وفي الدول الاسكندنافية، هو تقريبًا متساوٍ”، يقول.

المزيد من التحليل العميق

لماذا يخترق الكثير من الناس حدود سرعة 20 ميل في الساعة (الأمر أكثر تعقيدًا مما تظن)

المنازل الفارغة تتزايد. فلماذا لا تُستخدم لحل أزمة الإسكان؟

لماذا لا تزال العديد من منازل المملكة المتحدة ملوثة بشكل خطير - بعد سنوات من وفاة طفل صغير هنا

“هذا سيء لمضخات الحرارة، وليس جيدًا للمركبات الكهربائية، وهو كارثي للصناعة.”

يشير إلى أنه غالبًا ما يمكنك توفير المال من خلال اختيار تعرفة أفضل والقيام بمعظم التدفئة خارج أوقات الذروة.

على الرغم من كل المشاكل، يعتقد بشكل عام أن بريطانيا بحاجة إلى تبني مضخات الحرارة. “تقنيات الوقود الأحفوري ناضجة - فهي لا تتحسن أكثر”، يقول. “لكن تقنية الكهربة… تتطور بشكل أسي. إذا دخلت عالم الوقود الأحفوري الآن، فستندم عليه حقًا بعد 10 أو 20 سنة. الكهربة تمنحنا أمن طاقة أكبر، وهي تتحسن باستمرار.”

هناك أيضًا مسألة مرونتنا الوطنية في مجال الطاقة - وهو أمر مهم بشكل خاص هذا الأسبوع، وسط ارتفاع أسعار الغاز الأوروبية بسبب الصراع مع إيران. الحقيقة أن مضخات الحرارة لن تعزز استقرارنا في الطاقة كثيرًا في الوقت الحالي، لأن جزءًا كبيرًا من كهربائنا يُنتج من الغاز. لكن على المدى الطويل، إذا استطعنا في النهاية الاستغناء عن الغاز (والاعتماد على مصادر متجددة ونووية)، فإن مضخات الحرارة ستجعلنا أقل اعتمادًا على الأسواق الدولية المتقلبة للطاقة.

طموحات الوصول إلى الصفر الصافي

وهذا يقودنا إلى سؤال أكبر حول طموحات المملكة المتحدة لتحقيق الصفر الصافي من الانبعاثات.

بالطبع، إذا لم تكن مهتمًا بالصفر الصافي، فلا توجد مشكلة للتعامل معها. نحن فقط نحرق الغاز طالما استطعنا - وهو نهج يشبه نهج الرئيس الأمريكي دونالد ترامب “حفر، يا طفل، حفر”.

لكن إذا كانت الحكومة جادة في استبدال الوقود الأحفوري الذي يهيمن على استهلاكنا الوطني للطاقة - كما تقول - فسنحتاج إلى إيجاد طريقة للكهرباء لمعظم تدفئتنا وقيادتنا. وحتى الآن، لم نجد حقًا طريقة لجعل ذلك يحدث بشكل طبيعي.

يجب أن تكون مضخات الحرارة جزءًا كبيرًا من تلك المرحلة الانتقالية - وسنحتاج إلى إيجاد طريقة لجعل الحسابات تتوافق، بحيث يكون من المنطقي ماليًا للمستهلك العادي شراء واحدة.

في الواقع، فإن ارتفاع سعر الكهرباء هو سبب محتمل لضرورة استخدام مضخات الحرارة (إذا كنا نهدف إلى الصفر الصافي)، لأنه من غير المرجح أن نجد نوعًا آخر من التدفئة المنزلية الكهربائية يستخدم أقل.

لكن، مثل ذلك الانتقال من الحصان إلى السيارة في أوائل القرن العشرين، لن يكون الأمر سهلاً على الإطلاق.

حقوق الصورة الرئيسية: جيتي.

_بي بي سي إن ديبث _هو الموقع على الموقع والتطبيق لأفضل التحليلات، مع وجهات نظر جديدة تتحدى الافتراضات وتقارير عميقة عن أكبر قضايا اليوم. تقدم إما بارنيل وجون سيمبسون مختاراتهما من أكثر القراءات والتحليلات إثارة للتفكير، كل يوم سبت. اشترك في النشرة الإخبارية هنا