خلال زيارتي لمصنع المضخات الحرارية التابع لشركة Octopus Energy في كريغافون، أيرلندا الشمالية، شهدت لندن درجات حرارة تصل إلى 29 درجة مئوية.
أعرب العديد من الموظفين، الذين يتمركزون عادةً في جنوب إنجلترا، عن سعادتهم بالهروب من الحرارة.
مشاعرهم مفهومة، حيث أن تغير المناخ يساهم في ارتفاع درجات الحرارة في المملكة المتحدة. ونتيجة لذلك، فإن إزالة الكربون من أنظمة الطاقة، بما في ذلك التدفئة المنزلية، يصبح أمرًا بالغ الأهمية بشكل متزايد.
تقوم شركة Octopus Energy بتصنيع تصميماتها الخاصة من المضخات الحرارية، التي تعمل بالكهرباء بدلاً من الوقود الأحفوري، في هذا المصنع في أيرلندا الشمالية.
يقول باتريك دوران، وهو موظف في المصنع، بعد جولة في خط الإنتاج: “الأمر يزداد صعوبة كلما تقدمت – إنه مثل المستويات في اللعبة”.
ويوضح أنه خلال عام واحد، أكمل التدريب في كل مرحلة من مراحل عملية التصنيع.
يصف دوران عمله بحماس، والذي يتراوح بين تركيب الأنابيب وتوصيل الإلكترونيات الداخلية بحزم الكابلات. ويقول: “أحصل على فرصة للقيام بشيء مختلف كل يوم”.
تهدف الحكومة إلى تركيب 600,000 مضخة حرارية في المنازل البريطانية سنويًا بحلول عام 2028، وهو هدف يفصلنا عنه ثلاث سنوات فقط.
في حين أن معدلات التركيب زادت مؤخرًا، إلا أن الدولة لا تزال متخلفة بشكل كبير عن هذا الهدف. بلغ إجمالي مبيعات المضخات الحرارية في المملكة المتحدة أقل من 100,000 وحدة في عام 2024.
ارتفع الطلب على المضخات الحرارية في أوروبا في أعقاب الغزو الروسي لأوكرانيا في عام 2022، حيث ارتفعت أسعار الغاز. ومع ذلك، فإن هذا الحماس الأولي قد تضاءل منذ ذلك الحين.
مع استقرار أسعار الغاز، تواجه المضخات الحرارية صعوبة أكبر في المنافسة مع غلايات الغاز فيما يتعلق بتكاليف التشغيل.
ينتج هذا المصنع، الموجود في مستودع متوسط الحجم، حاليًا 600 مضخة حرارية شهريًا. ومن المتوقع أن يتضاعف الإنتاج مع تفعيل خط إنتاج ثانٍ.
يمكن لشركة Octopus أن تقدم نوبات عمل إضافية لزيادة الإنتاج بشكل كبير إذا ارتفع الطلب.
توضح إيمي كلارك، رئيسة الشؤون التجارية، أن Octopus تهدف إلى تصنيع المضخات الحرارية الخاصة بها لتقديم “حل جاهز للاستخدام يعمل في غالبية المنازل في المملكة المتحدة”، وهي استراتيجية تميزها عن معظم مزودي الكهرباء.
لدى مصنعين آخرين، مثل Vaillant، مواقع تصنيع في المملكة المتحدة أيضًا. تدير Copeland، وهي مورد لمكونات المضخات الحرارية، مصنعًا في أيرلندا الشمالية، حيث توفر الضواغط لشركة Octopus.
تعمل المضخات الحرارية عن طريق استخلاص الحرارة من البيئة المحيطة، وعادةً ما يكون الهواء. هذه العملية تحصد الحرارة المجانية بشكل فعال.
تعمل الحرارة المحيطة على تدفئة وتوسيع مادة التبريد داخل المضخة الحرارية. ثم يقوم الضاغط بضغط مادة التبريد، مما يزيد من درجة حرارتها.
أخيرًا، يقوم مبادل حراري بنقل الحرارة إلى الماء، الذي يتم تدويره بعد ذلك عبر المشعات.
تتميز المضخات الحرارية من Octopus بتصميم فريد، ومغلفة ببلاستيك رمادي داكن. في حين أن الجماليات قد تعتبر متواضعة، إلا أن التصميم يتضمن تقنية أصلية.
يسلط Mateusz Dewhurst، مدير التصنيع، الضوء على صفيحة معدنية داخلية حاصلة على براءة اختراع يتدفق من خلالها مادة التبريد. تمتص هذه الصفيحة الحرارة من إلكترونيات الجهاز، مما يبردها ويوفر “مكسبًا في الأداء”، وفقًا لـ Dewhurst.
تحتوي علبة المضخة الحرارية على حبيبات عزل رمادية صغيرة، تشبه تلك المستخدمة في عزل الجدران المجوفة، لتقليل فقدان الحرارة، كما يضيف.
تكنولوجيا المضخات الحرارية موجودة منذ القرن التاسع عشر.
يشير Zhiwei Ma من جامعة Durham إلى أن تصنيع هذه الأجهزة أمر بسيط نسبيًا، بعد أن بنى واحدة بنفسه خلال دراسات الدكتوراه.
يقول الدكتور Ma: “لقد نجحت بشكل جيد”، مضيفًا أن شركات مثل Octopus يمكنها شراء المكونات الرئيسية وتجميع منتج نهائي. يعتقد أنه “لا يوجد مجال كبير لتحسين أي شيء”.
تختلف Octopus مع ذلك، وتؤكد أن خيارات التصميم الخاصة بها تعزز الأداء العام، والذي تراقبه الشركة باستخدام مستشعرات الحرارة والضغط الموضوعة بشكل استراتيجي داخل الجهاز.
يمكن للمضخات الحرارية أن تولد عدة كيلوواط من الحرارة لكل كيلوواط من الكهرباء المستهلكة، ويتم قياسها بمعامل الأداء (COP). يعد تعظيم معامل الأداء أمرًا بالغ الأهمية لتقليل تكاليف التشغيل.
يمكن لفنيي Octopus التدخل إذا أشارت بيانات المستشعر إلى انخفاض كبير في الأداء. يتلقى العملاء أيضًا نظرة عامة على كفاءة المضخة الحرارية الخاصة بهم من خلال تطبيق على الهاتف الذكي.
يؤكد ستيفن ميتكالف من جامعة Warwick على أهمية التركيب المختص للمضخات الحرارية. يتعاون هو وزملاؤه مع Mitsubishi، التي تدير مصنعًا للمضخات الحرارية في اسكتلندا.
يوضح ميتكالف: “قد يكون الفرق بين معامل أداء 2.5 مقابل 4 – ستتغير فواتيرك وفقًا لذلك”، مما يؤكد على “العقوبة الكبيرة لتركيب سيئ”.
يعتمد القبول العام على الثقة في أن التحول إلى المضخات الحرارية لن يكون مشكلة كبيرة، خاصة بالنظر إلى أن المضخات الحرارية تم اعتمادها على نطاق واسع في البلدان الباردة مثل النرويج.
تفيد Octopus بأن استطلاعات رأي العملاء تشير إلى أن معظمهم يجدون أن تكلفة المضخات الحرارية الخاصة بهم هي نفسها أو أقل من غلايات الغاز السابقة، مما يوفر راحة مساوية أو متفوقة.
يقترح بول كيني، المدير العام للجمعية الأوروبية للمضخات الحرارية، فرض ضرائب أثقل على الوقود الأحفوري لتحفيز اعتماد البدائل الكهربائية للأجهزة المنزلية.
يلاحظ كيني أن “ما لدينا الآن هو مصانع تعمل بعوامل قدرة منخفضة، فهي خاملة أو تعمل أقل بكثير مما يمكن أن تعمل به”، مما يعكس التباطؤ الحالي في الطلب الأوروبي على المضخات الحرارية.
يمكن أن يساعد قدر أكبر من الاتساق في برامج الدعم أيضًا.
على الرغم من وجود أعلى نسبة من أنظمة التدفئة النفطية شديدة التلوث في المملكة المتحدة، إلا أن أيرلندا الشمالية تفتقر إلى منحة متاحة على نطاق واسع لتقليل تكلفة تركيب المضخات الحرارية، مما يجعلها فريدة من نوعها داخل المملكة المتحدة وأيرلندا.
بعد جولتي في المصنع، أشرت إلى المفارقة المتمثلة في تصنيع المضخات الحرارية هنا إلى TJ Root، مدير برنامج Cosy في Octopus. وأجاب: “إنه أمر مثير للسخرية بشكل لا يصدق”.