ที่จะช่วยให้การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศขอบประธานาธิบดีไบเดนได้มีการกำหนดเป้าหมายของการลดการปล่อยก๊าซสหรัฐเรือนกระจกร้อยละ 50-52 ด้านล่าง 2005 ระดับในปี 2030 การบรรลุเป้าหมายนี้จะต้องมีการแปลงกิจกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิลให้เป็นไฟฟ้าอย่างรวดเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จากนั้นจึงผลิตไฟฟ้าจากแหล่งคาร์บอนต่ำและปราศจากคาร์บอน เช่น ลม พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานน้ำ และพลังงานนิวเคลียร์
อาคารที่ผู้คนอาศัยและทำงานใช้พลังงานจำนวนมาก ในปี 2019 อาคารพาณิชย์และที่อยู่อาศัยมีสัดส่วนมากกว่าหนึ่งในเจ็ดของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของสหรัฐ กลยุทธ์การทำความร้อนและความเย็นใหม่เป็นส่วนสำคัญของปริศนา
โชคดีที่มีเทคโนโลยีที่มีอยู่ซึ่งสามารถทำได้: ปั๊มความร้อนไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมากกว่าเตาเผาสามถึงสี่เท่า อุปกรณ์เหล่านี้ให้ความร้อนแก่บ้านเรือนในฤดูหนาวและทำให้เย็นในฤดูร้อนโดยการย้ายความร้อนเข้าและออกจากอาคาร แทนที่จะเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล
ในฐานะที่เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มุ่งเน้นไปที่การใช้พลังงานหมุนเวียนและทำความสะอาดผมศึกษาการใช้พลังงานในที่อยู่อาศัยและสิ่งที่ชะลอตัวเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหมายถึงการอุตสาหกรรมและประเทศกำลังพัฒนา ฉันมองว่าการสร้างพลังงานให้กับอาคารด้วยไฟฟ้าหมุนเวียนที่สะอาดเป็นกลยุทธ์สำคัญที่จะช่วยประหยัดเงินของผู้บริโภคได้เช่นกัน
ปั๊มความร้อนทำงานโดยการเคลื่อนย้ายความร้อน ไม่ใช่อากาศ
ส่วนใหญ่ระบบทำความร้อนในการใช้งานของสหรัฐเตาเผาที่ทำงานบนก๊าซธรรมชาติหรือไฟฟ้าหรือในบางกรณีบังคับอากาศร้อนน้ำมัน เพื่อให้ความร้อนแก่อาคาร ระบบจะเผาผลาญเชื้อเพลิงหรือใช้ไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนกับอากาศ จากนั้นจึงเป่าลมร้อนผ่านท่อไปยังแต่ละห้อง
ปั๊มความร้อนทำงานเหมือนตู้เย็นซึ่งดึงพลังงานจากอากาศภายในตู้เย็นและทิ้งพลังงานนั้นเข้าไปในห้อง ปล่อยให้ภายในเย็นลง เพื่อให้ความร้อนแก่อาคาร ปั๊มความร้อนจะดึงพลังงานจากอากาศภายนอกหรือจากพื้นดินและแปลงเป็นความร้อนสำหรับบ้าน
วิธีการทำงาน: ของเหลวที่เย็นจัดจะไหลเวียนผ่านขดลวดของท่อในยูนิตภายนอกของปั๊มความร้อน ของเหลวนั้นดูดซับพลังงานในรูปของความร้อนจากอากาศโดยรอบซึ่งอุ่นกว่าของเหลว ของเหลวจะระเหยกลายเป็นไอแล้วหมุนเวียนเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ การอัดแก๊สจะทำให้ร้อนขึ้นดังนั้นกระบวนการนี้จึงทำให้เกิดความร้อน จากนั้นไอจะเคลื่อนผ่านขดลวดของท่อในหน่วยในร่มของปั๊มความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่อาคาร
ในฤดูร้อน ปั๊มความร้อนจะทำงานแบบย้อนกลับและใช้พลังงานจากห้องและเคลื่อนย้ายความร้อนนั้นออกไปนอกบ้าน แม้ว่าภายนอกจะร้อนกว่าก็ตาม โดยพื้นฐานแล้วจะทำหน้าที่เหมือนตู้เย็นเวอร์ชันที่ใหญ่กว่า
มีประสิทธิภาพมากกว่าเตาหลอม
ปั๊มความร้อนต้องใช้ไฟฟ้าบางส่วนจึงจะวิ่งได้ แต่มีปริมาณค่อนข้างน้อย ระบบปั๊มความร้อนสมัยใหม่สามารถถ่ายเทพลังงานความร้อนในรูปของความร้อนได้มากกว่าการใช้พลังงานไฟฟ้าในการทำงานนี้สามหรือสี่เท่า และเจ้าของบ้านต้องจ่ายเอง
ในทางตรงกันข้าม การแปลงพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง เช่นเดียวกับระบบทำความร้อนทั่วไปจะทำให้สูญเสียพลังงานบางส่วนไปเสมอ นั่นเป็นความจริงสำหรับการเผาไหม้น้ำมันหรือก๊าซเพื่อให้ความร้อนกับอากาศในเตาเผา หรือใช้เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนแก่อากาศ แม้ว่าในกรณีนี้ ของเสียจะเกิดขึ้นเมื่อมีการสร้างกระแสไฟฟ้า ประมาณสองในสามของพลังงานที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้า สูญเสียไปในกระบวนการนี้
การปรับปรุงที่อยู่อาศัยและอาคารพาณิชย์ด้วยปั๊มความร้อนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำความร้อน เมื่อรวมกับการเปลี่ยนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลไปเป็นพลังงานหมุนเวียน จะช่วยลดการใช้พลังงานและการปล่อยคาร์บอนลงได้อีก
โกอิ้งไฟฟ้า
ข้อจำกัดที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลและนโยบายเชิงรุกกำลังผลักดันยอดขายปั๊มความร้อนในสหรัฐอเมริกาและต่างประเทศ ปั๊มความร้อนที่มีการใช้อยู่ในปัจจุบันร้อยละ 5 ของระบบทำความร้อนทั่วโลกร่วมกันที่จะต้องเพิ่มขึ้นถึงหนึ่งในสามในปี 2030 และสูงขึ้นมากหลังจากที่จะเข้าถึงสุทธิเป็นศูนย์การปล่อยภายในปี 2050
ในพื้นที่ที่อุ่นกว่าและมีความต้องการความร้อนค่อนข้างต่ำ ปั๊มความร้อนจะทำงานได้ถูกกว่าเตาเผา เครดิตภาษี, ส่วนลดยูทิลิตี้หรือเงินอุดหนุนอื่น ๆ ยังอาจให้แรงจูงใจที่จะช่วยเหลือเกี่ยวกับค่าใช้จ่ายขึ้นหน้ารวมถึงแรงจูงใจของรัฐบาลกลางเรียกตัวกลับโดยการบริหารไบเดน
ในสภาพอากาศที่เย็นจัด ระบบเหล่านี้มีเครื่องทำความร้อนภายในเพิ่มเติมเพื่อช่วย หน่วยนี้ไม่มีประสิทธิภาพและสามารถเรียกค่าไฟฟ้าได้อย่างมาก ผู้ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่เย็นอาจต้องการพิจารณาปั๊มความร้อนใต้พิภพเป็นทางเลือก
ระบบเหล่านี้ใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าอุณหภูมิพื้นดินอุ่นกว่าอากาศในฤดูหนาว ระบบความร้อนใต้พิภพรวบรวมความร้อนจากโลกและใช้เทคโนโลยีของเหลวและคอมเพรสเซอร์เดียวกันกับปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศเพื่อถ่ายเทความร้อนเข้าสู่อาคาร พวกเขามีค่าใช้จ่ายมากขึ้นเนื่องจากการติดตั้งพวกเขาเกี่ยวข้องกับการขุดฝังท่อใต้พื้นดิน แต่พวกเขายังช่วยลดการใช้ไฟฟ้า
ระบบปั๊มความร้อนแบบ "แยกส่วนขนาดเล็ก" ใหม่ทำงานได้ดีในทุกสภาพอากาศ ยกเว้นในสภาพอากาศที่หนาวเย็นที่สุด แทนที่จะต้องใช้ท่อส่งอากาศผ่านอาคาร ระบบเหล่านี้เชื่อมต่อกับหน่วยติดผนังที่ให้ความร้อนหรือเย็นในแต่ละห้อง ติดตั้งง่ายและสามารถเลือกใช้ในอพาร์ตเมนต์แต่ละห้องได้ ซึ่งทำให้การปรับปรุงอาคารขนาดใหญ่ง่ายขึ้น
แม้จะมีระบบทำความร้อนและความเย็นที่ดีที่สุด การติดตั้งฉนวนที่เหมาะสมและการรั่วซึมของอาคารซีลก็เป็นกุญแจสำคัญในการลดการใช้พลังงาน คุณยังสามารถทดลองกับตัวควบคุมอุณหภูมิเพื่อดูว่าคุณสามารถให้ความร้อนหรือทำให้บ้านเย็นลงได้มากน้อยเพียงใดในขณะที่ให้ทุกคนอยู่ในนั้นรู้สึกสบาย
สำหรับความช่วยเหลือในการพิจารณาว่าปั๊มความร้อนสามารถทำงานให้คุณได้หรือไม่ แหล่งข้อมูลที่ดีแหล่งหนึ่งคือผู้ให้บริการไฟฟ้าของคุณ ระบบสาธารณูปโภคหลายแห่งเสนอการตรวจสอบพลังงานในบ้านที่สามารถระบุวิธีที่ประหยัดต้นทุนในการทำให้บ้านของคุณประหยัดพลังงานมากขึ้น แหล่งที่ดีอื่น ๆ รวมถึงกระทรวงพลังงานสหรัฐและสภาอเมริกันสำหรับเศรษฐกิจพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ปั๊มความร้อนก็พร้อมที่จะมีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนสังคมด้วยไฟฟ้า
บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจากThe Conversationภายใต้สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ คุณสามารถค้นหาบทความต้นฉบับที่นี่
Robert Brechaเป็นศาสตราจารย์ด้านความยั่งยืนที่มหาวิทยาลัยเดย์ตัน
