تقوم E.ON بتحويل مياه الصرف الصحي إلى مورد قيم باستخدام تقنية المضخات الحرارية من GEA
تطلب الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة من التدفئة التي يتم توفيرها لمالمو بالسويد تغييرًا جذريًا في تفكير شركة طاقة كبرى، باستخدام المضخات الحرارية الموفرة للطاقة من GEA. بعد اختبار المياه، تم اعتبار منشأة الصرف الصحي أفضل مصدر لتدفئة المنازل بأسلوب مبتكر لتحويل النفايات إلى طاقة قابلة للاستخدام.
البصمة الكربونية المستهدفة
تحت شعار "Clean 2025"، تعمل شركة الطاقة E.ON Sweden لتحقيق أهداف طموحة لحماية المناخ تم تحديدها لأول مرة في عام 2017. وتعتزم تزويد عملائها بالطاقة المعاد تدويرها بنسبة 100٪ أو المتجددة بحلول عام 2025، وقد طورت التدابير المناسبة لتحقيق هذا الهدف.
قررت الشركة أن المضخات الحرارية التي تعمل بالأمونيا من GEA مثالية للتدفئة المناطقية في جنوب السويد، جنبًا إلى جنب مع الكتلة الحيوية وغيرها من التقنيات المتجددة؛ بهدف التخفيف من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من التدفئة. بقدرة تسخين تبلغ 10 ميغاواط لكل مضخة، تم تركيب أربع مضخات حرارية من GEA بجوار منشأة معالجة مياه الصرف الصحي ومحرقة النفايات في منطقة ميناء مدينةمالمو، حيث توفر الآن 8٪ من إجمالي الطاقة لحوالي 100,000 منزل، وهو الاستخدام السنوي المعادل لـ 10,000 أسرة، مما يساهم في توفير حوالي 50,000 طن من ثاني أكسيد الكربون CO2 في السنة.
الطاقة من النفايات
سواء كانت المضخات الحرارية تستمد الطاقة من النفايات السائلة أو من محارق النفايات، أصبحت المضخات بسرعة هي التقنية المفضلة من أجل التدفئة السكنية والمناطقية المتجددة، من أجل تلبية القواعد البيئية الأكثر صرامة وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون CO2 وكذلك تكاليف التشغيل.
تستفيد المضخات الحرارية التي تعمل في مالمو من الحرارة المهدرة من منشآت حرق الصرف الصحي والنفايات. قررت E.ON استخدام مياه الصرف الصحي المعاد تدويرها للنظام نظرًا لارتفاع درجات الحرارة المنبعثة من منشأة الصرف الصحي (14 درجة مئوية) - مما يجعل المياه أكثر دفئًا من مياه البحر بالقرب من المدينة والتي كانت باردة أكثر من اللازم بحيث لا يمكن استخدامها الاستخدام الفعال.
بسحب حرارة تقُدر بـ 30 ميغاواط من مياه الصرف الصحي، يتم ترقية الطاقة المتحصلة إلى حرارة مفيدة لشبكة التدفئة المناطقية، بفضل المضخات الحرارية المدمجة التي تعمل جنبًا إلى جنب مع منشأة حرق النفايات القريبة. تم تصميم المضخة الحرارية لتوفير ما يصل إلى 80درجة مئويةولكن نادرًا ما يكون مطلوبًا توفير درجات حرارة أعلى من 71درجة مئوية.
منشأة المضخة الحرارية التي تعمل بالأمونيا من GEA في E.ON، مالمو
الأمونيا؛ السبيل الناجح لمستقبل مستدام
مع التخلص التدريجي من الغازات المفلورة للاتساق مع اللوائح الأوروبية للغازات المفلورة، المصاغة لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري أيضًا، أصبحت وسائط التبريد الطبيعية أكثر شيوعًا– خاصة الأمونيا، والتي تعتبر وسيط تبريد صديق للمناخ ومتاح بسهولة وغير مكلف وليس له أي تأثير على الاحتباس الحراري أو استنفاد الأوزون.
على الرغم من أن هذه ليست المرة الأولى التي يتم فيها استخدام المضخات الحرارية في السويد، فإن مشروع مالمو هو الأول في البلاد الذي اختار الأمونيا. اختارت E.ON الأمونيا بدلًا من وسائط التبريد القائمة على المواد الكيميائية بسبب لائحة الغازات المفلورة في الاتحاد الأوروبي، والتي تهدف إلى خفض مركبات الكربون الهيدروفلورية بنسبة 79٪ بحلول عام 2030، بالإضافة إلى تفهم الشركة والتزامها تجاه عملائها المهتمين بالبيئة.
نموذج ثلاثي الأبعاد للمضخة الحرارية التي تعمل بالأمونيا من GEA لمشروع مالمو هذا
قال ماتس إيغارد، مدير المشروع في E.ON Värme Sverige AB: "كان من الأرخص تركيب المضخة الحرارية التي تعمل بـ R134a، لكننا لم نؤمن بوسيط التبريد هذا للمستقبل، لأننا نتجه إلى أن نستخدم الطاقة المتجددة بنسبة 100٪. سنقوم بتزويد التدفئة المناطقية بالطاقة التي يمكن إعادة تدويرها أو المتجددة بحلول عام 2025."
أضاف كينيث هوفمان، مدير منتجات المضخات الحرارية في GEA: "على الرغم من أن الأنظمة القديمة كانت تنفد من وسيط التبريد القائم على الغاز المفلور، إلا إن لوائح الغاز المفلور جعلت هذه الأنظمة - التي تتميز بشحنات كبيرة من وسيط التبريد - غير مستدامة. الأمونيا هي السبيل الناجح للتقدم إلى الأمام".
التدفئة لتحقيق المهمة
لخص كينيث العِلم وراء تكنولوجيا المضخات الحرارية الفعالة من حيث التكلفة والتي تعمل على تحويل التدفئة السكنية والمناطقية، وتوفر الطاقة المعاد تدويرها التي ستحافظ على التدفئة الجيدة للمواطنين الصالحين في مالمو في المستقبل.
فقال: تعمل المضخات الحرارية الأربع بالتوازي لتوفير درجات الحرارة الموعودة. لكل منها معامل أداء (COP) أعلى من 3.5، لذلك مقابل كل 1 كيلو واط ساعة من الكهرباء المستخدمة من قِبل المضخة الحرارية، يتم إنتاج 3.5 كيلو واط ساعة من الحرارة للمدينة".
يتطلب نظام المضخات الحرارية تحليل شامل لدرجات الحرارة المطلوبة وتقييم معلمات العملية الصحيحة. فكل درجة مهمة في المضخة الحرارية وكلما زادت دقة التصميم الأولي، زادت إمكانية توفير طاقة أكبر. بدلًا من التركيز على الأنابيب الصغيرة ذات الاختلاف الكبير في درجة الحرارة للإبقاء على التكلفة الأولية منخفضة، يعتمد استثمار المضخات الحرارية على التوفير المستمر بشكل يومي.
المضخة الحرارية التي تعمل بالأمونيا من GEA في E.ON، مالمو
قيادة الاستدامة المتزايدة
تقدم تقنية المضخات الحرارية ميزات توفير للطاقة والتكاليف بغض النظر عن الصناعة التي يتم استخدامها فيها أو مدى ذلك الاستخدام. فيمكنها القيام بالوظائف الأساسية، مثل التدفئة والتبريد لمنزل صغير في الضواحي، وصولًا إلى القيام بدور مركزي في استراتيجية فائقة الذكاء، خالية من الانبعاثات للتدفئة المناطقية.
في البلدان التي تكون فيها متطلبات الانبعاثات أقل صرامة أو التي تسمح سياسات الحد الأقصى والتجارة فيها بالانبعاثات، يختار بعض المصنعين الحفاظ على الوضع الراهن نظرًا لأن الوقود الأحفوري لا يزال أرخص من حلول الطاقة النظيفة. على الرغم من ذلك، لتحقيق أهداف الاستدامة، تقول وكالة الطاقة الدولية (IEA) أن حصة تقنيات الطاقة النظيفة، مثل المضخات الحرارية والتسخين الحراري الشمسي، تحتاج إلى أن تتضاعف ثلاث مرات إلى أكثر من ربع مبيعات معدات التسخين الجديدة بحلول عام 2030. لذلك، دعونا نتخذ إجراءً الآن ونهندس عالم أفضل معًا!
نطاق توريد شركة GEA:
- حلول GEA: نظام المضخات الحرارية حسب الطلب (4 مضخات حرارية)
- سعة التسخين: 40 ميجاوات
- مصدر الحرارة: ماء الصرف (8 إلى 14°درجة مئوية / 46.4 °فهرنهايت إلى 57.2°فهرنهايت)
- المشتت الحراري: ماء التدفئة المركزية (55 إلى 65°درجة مئوية / 131°فهرنهايت إلى 149°فهرنهايت)
- معامل الأداء: >3.5 (المتوسط السنوي)
- نوع الضاغط: ضواغط حلزونية GEA Grasso
- وسائط التبريد الطبيعية: الأمونيا
