تشير التقارير إلى أن حجم الأنابيب المعدة لتغذية نظام المضخات الحرارية التي تسحب المياه من نهر الراين في ألمانيا كبير بما يكفي ليتمكن الشخص من المشي من خلاله منتصبًا.
قدم فيليكس هاك، مدير المشروع في شركة الطاقة MVV Environment، تفاصيل خطط لسحب 10000 لتر في الثانية عبر أنابيب بقطر 2 متر في مانهايم، ثم إعادة المياه بعد استخلاص الحرارة.
في أكتوبر، أعلنت MVV Energie، الشركة الأم، عن نيتها بناء وحدات مضخات حرارية قد تكون الأقوى حتى الآن، وتتكون من وحدتين تبلغ قدرة كل منهما 82.5 ميجاوات.
يمكن لهذا الناتج المشترك أن يوفر التدفئة لما يقرب من 40000 منزل عبر نظام تدفئة مركزي. تخطط MVV Energie لدمج هذا النظام في موقع محطة طاقة تعمل بالفحم وتخضع لعملية انتقال إلى تقنيات أنظف.
تم تحديد حجم المضخات الحرارية، جزئيًا، من خلال القيود اللوجستية على نقل الآلات عبر شوارع مانهايم أو عبر صنادل نهر الراين. صرح هاك: “لا يزال يتعين تأكيد ذلك. يظل النقل النهري احتمالًا واردًا.”
أقر ألكسندر دو روجيمونت من Everllence (التي كانت تُعرف سابقًا باسم MAN Energy Solutions)، وهي شركة ألمانية أخرى تنتج مضخات حرارية واسعة النطاق، بالمشروع. وقال: “إنها منافسة، بالتأكيد. نحن شفافون بشأن ذلك.”
تستخلص المضخات الحرارية الطاقة الحرارية من مصادر مثل الهواء أو الأرض أو، في هذه الحالة، المسطحات المائية. تتبخر المبردات داخل المضخات حتى مع التدفئة الطفيفة.
يزيد ضغط المبرد من الحرارة. هذه العملية، الموجودة أيضًا في المضخات الحرارية السكنية، يتم تنفيذها ببساطة على نطاق أوسع بكثير لخدمة مناطق حضرية بأكملها.
بينما تسعى المدن في جميع أنحاء العالم إلى إزالة الكربون، يختار الكثير منها مضخات حرارية كبيرة مدمجة مع شبكات التدفئة المركزية.
توزع هذه الشبكات الماء الساخن أو البخار على مبانٍ متعددة من خلال أنابيب واسعة النطاق. يتم تطوير نماذج مضخات حرارية أكبر بشكل متزايد لتلبية الطلب المتزايد.
أوضح هاك: “كان هناك ضغط كبير للانتقال بتوليد الحرارة إلى مصادر جديدة، وخاصة المتجددة”، مشيرًا إلى إيقاف تشغيل الوحدات التي تعمل بالفحم في محطة مانهايم. إن قرب الموقع من نهر الراين والاتصال الكبير بالشبكة وشبكة التدفئة المركزية الحالية يجعله موقعًا منطقيًا لتركيب المضخات الحرارية.
وأشار إلى أن التكنولوجيا أصبحت ممكنة بفضل توفر ضواغط كبيرة من صناعة النفط والغاز، حيث يتم استخدامها لضغط الوقود الأحفوري.
من المقرر أن يبدأ العمل في مشروع مانهايم في العام المقبل، ومن المتوقع أن تعمل المضخات الحرارية بقدرة 162 ميجاوات بكامل طاقتها في شتاء 2028-29. وأشار هاك أيضًا إلى أن نظام ترشيح متعدد المراحل سيمنع دخول الأسماك، وتشير النماذج إلى أن النظام سيغير متوسط درجة حرارة النهر بأقل من 0.1 درجة مئوية.
هذه التركيبات كثيفة رأس المال. من المتوقع أن تبلغ تكلفة إعداد مانهايم 200 مليون يورو (235 مليون دولار؛ 176 مليون جنيه إسترليني). يقدر دو روجيمونت من Everllence تكاليف معدات المضخات الحرارية بحوالي 500000 يورو لكل ميجاوات من الطاقة المركبة، باستثناء تكاليف البنية التحتية الإضافية.
تشارك Everllence أيضًا في مشروع في آلبورغ، الدنمارك، من المقرر أن يتجاوز نظام مانهايم بقدرة إجمالية تبلغ 176 ميجاوات. سيستخدم هذا النظام أربع وحدات بقدرة 44 ميجاوات ومن المقرر تشغيله في عام 2027، لتلبية ما يقرب من ثلث احتياجات التدفئة في المدينة.
الآلات التي تبلغ قدرتها 44 ميجاوات مماثلة لتلك الموجودة في مشروع يعمل بكامل طاقته جنوب آلبورغ في إيسبيرغ، حيث تعمل بقدرة 35 ميجاوات لكل منها.
ستضيف خزانات تخزين المياه الساخنة الكبيرة، التي تبلغ سعة كل منها 200000 متر مكعب، مرونة للنظام. وأوضح دو روجيمونت: “عندما تكون أسعار الكهرباء مرتفعة، يمكن إيقاف المضخة الحرارية مؤقتًا، وتوفير الحرارة من التخزين.”
صرحت فيرونيكا ويلك من المعهد النمساوي للتكنولوجيا: “تعتبر المضخات الحرارية وأنظمة التدفئة المركزية تطابقًا ممتازًا.” يمكن لمثل هذه الأنظمة استخلاص الحرارة من مصادر المياه أو حتى مياه الصرف الصحي من محطات معالجة مياه الصرف الصحي.
لاحظ الدكتور ويلك أن استخدام مضخات حرارية كبيرة متعددة في شبكة تدفئة مركزية يزيد من المرونة والكفاءة، على سبيل المثال عن طريق تشغيل اثنتين فقط من أربع مضخات حرارية في الخريف عندما يكون الطلب على التدفئة أقل.
بينما تستمد معظم الأنظمة الطاقة من الماء، تستخدم بعض المضخات الحرارية الكبيرة جدًا الهواء كمصدر للحرارة، حتى في المدن الأكثر برودة مثل هلسنكي.
أوضح تيمو آلتونين، نائب الرئيس الأول للتدفئة والتبريد في شركة الطاقة Helen Oy: “البحر أمام هلسنكي ضحل جدًا. لقد حسبنا أننا سنحتاج إلى بناء نفق يزيد طوله عن 20 كيلومترًا إلى المحيط، للحصول على كمية كافية من الماء [بدرجة حرارة] عالية بما يكفي.”
وأضاف آلتونين أن هلسنكي تخضع لعملية إصلاح كبيرة لنظام التدفئة المركزية الخاص بها، حيث تضيف مضخات حرارية ومواقد حيوية وغلايات كهربائية إلى شبكة طولها 1400 كيلومتر تربط ما يقرب من 90٪ من المباني في المدينة.
تحول المضخات الحرارية كيلوواط/ساعة واحد من الكهرباء إلى عدة كيلوواط/ساعة من الحرارة، بينما لا تفعل الغلايات الكهربائية ذلك وتعتبر أقل كفاءة.
عندما سئل عن قرار Helen Oy بتركيب مئات الميجاوات من هذه الغلايات، أوضح آلتونين أنها أرخص في التركيب من المضخات الحرارية وتقلل الاعتماد على الهواء، الذي لديه قيود من حيث توفير الحرارة على نطاق واسع. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للغلايات الكهربائية امتصاص الفائض من مصادر الطاقة المتجددة وتوفير وظائف موازنة الشبكة.
تفتقر المملكة المتحدة حاليًا إلى المضخات الحرارية القابلة للمقارنة بتلك التي يتم تطويرها في الدنمارك وألمانيا وفنلندا. ومع ذلك، تظهر شبكات تدفئة مركزية جديدة، مثل شبكة Exeter Energy Network، التي ستخدم جامعة إكستر وعملاء آخرين.
تبلغ السعة الدنيا المخطط لها للشبكة 12 ميجاوات، وتضم ثلاث مضخات حرارية من الهواء إلى الماء بقدرة 4 ميجاوات، ومن المتوقع أن تعمل الوحدة الأولى في عام 2028.
يعتقد كيث بيكر من جامعة غلاسكو كالدونيان، وهو باحث في أنظمة التدفئة المركزية، أن المملكة المتحدة يمكنها الاستفادة بشكل أفضل من هذه التكنولوجيا. المياه في المناجم المهجورة، التي تحافظ على درجات حرارة ثابتة، بدأت في توفير مضخات حرارية أكبر هنا، على سبيل المثال.
يقول إن المناطق الريفية والصناعية السابقة التي لديها مساحة كافية للمضخات الحرارية وخزانات التخزين هي “المواقع المثالية”.
يخشى الناشطون من أن الموقع سيفسد المناظر الطبيعية المحلية، والتي تشمل مزرعة مدرجة.
يكمن مفتاح نجاح التطبيق – خوارزميته – في إعادة تدريبه على بيانات الولايات المتحدة. هل سيجعل ذلك TikTok الأمريكي أكثر لطفًا؟
ستنهي الصفقات سنوات من الجهود التي تبذلها واشنطن لإجبار ByteDance على بيع عملياتها في الولايات المتحدة.
يقول أندرو بيلي إن العمال بحاجة إلى التدريب للانتقال إلى وظائف تستخدم الذكاء الاصطناعي، لكنه يضيف أنه قد لا يؤدي إلى بطالة جماعية.
يأتي ذلك في الوقت الذي تحرص فيه رئيسة الوزراء الجديدة سناء تاكايشي على خفض التضخم ولكنها تحتاج أيضًا إلى تكاليف اقتراض حكومية منخفضة.