Котлите, които изгарят изкопаеми горива, за да отопляват домовете, бълват

Котлите, които изгарят изкопаеми горива, с цел да отопляват домовете, бълват газове, които също затоплят планетата. Няколко технологии за чисто отопление на домовете към този момент съществуват, само че доста от тях идват с взаимни отстъпки, свързани с тяхната приложимост или високи цени, а това задържа тяхното внедряване. Как работят технологии като термопомпи, централно отопление, слънчева топлинна сила, биомаса, биометан и водород - и по какъв начин се съпоставят? Ето няколко образеца от специалистите. Строителният бранш е една от най-замърсяващите елементи на стопанската система. През 2019 година постройките по целия свят са виновни за една пета от парниковите газове, затоплящи планетата – множеството от които идват от електричеството и топлината, употребявани за тяхното зареждане. Но до момента в който електричеството, употребявано за работата им, бързо става все по-екологосъобразно, то при топлината сила не е по този начин. В Европейски Съюз, където семействата харчат три четвърти от силата си за стопляне на стаи и вода, множеството топлота се създава непосредствено посредством изгаряне на изкопаеми горива — газ (39%), петрол (15%) и въглища (4%). Още по тематиката ВЕИ 14 дек 2022 Но технологиите за чисто отопление към този момент са тук. Учените са създали тактики за понижаване на търсенето на сила и в това време доставяне на здания с топлота по способи, които освобождават по-малко излъчвания на парникови газове. Ето и няколко съпоставения на другите софтуерни решения, предоставени от анализаторите на Clean Energy Wire. Ефективен дизайн, задоволително за отопление на жилище Най-добрият метод да отоплявате дома си чисто и екологично е като не ограничите отоплениет в жилището. За реализиране на това се употребява енергийната успеваемост, при която се използва по-малко сила за приемане на същия резултат. И самодостатъчност, която се оправя с първопричините за търсенето на сила. Една постройка ще задържа топлината по-дълго, в случай че стените й са по-дебели и с изолираност, а прозорците са с двоен или даже троен стъклопакет. По сходен метод инсталирането на интелигентни термостати и слагането на адаптивни щори на прозорците разрешава на постройката да реагира бързо на измененията в температурата. Резултатът и в двата случая е, че би трябвало да се генерира по-малко топлота. „ Колкото по-добри са енергийните характерности на вашия сграден фонд, толкоз по-малко би трябвало да регулирате температурата “, сподели Аделин Роше, специалист по декарбонизация на здания в климатичния мозъчен концерн E3G. Но в последния си обзор на научните проучвания Междуправителственият панел по изменение на климата (IPCC) откри, че историческите облаги в успеваемостта до момента са били обезщетени от увеличение на виталното пространство. Тъй като технологиите за поддържане на топлината в постройките са станали по-добри, размерът на домовете също е повишен. IPCC уточни спомагателни ограничения, които понижават моторите на търсенето на сила. Изграждането на многофамилни къщи вместо еднофамилни да вземем за пример или живеенето в по-малки къщи би означавало по-малко пространство, което би трябвало да се отоплява и да е удобно за живеене. „ На световно равнище до 17 % от капацитета за намаляване може да бъде уловен до 2050 година посредством интервенции за обезпечаване на самодостатъчност “, се споделя в отчета. Някои по-малки промени изискват елементарни акомодации в държанието и мисленето. След като Русия нахлу в Украйна и подвигна цените на бензина, италианският физик, притежател на Нобелова премия Джорджо Паризи, скандализира готвачите и учените, като сподели на своите почитатели във Фейсбук, че могат да изключат котлона, когато готвят паста, като слагат похлупак на тигана малко откакто водата заври. По-малко спорните ограничения включват носенето на спомагателен пуловер или чехли на закрито, вместо увеличение на градусите на термостата. Експертите като цяло са съгласни, че по-голямата част от оставащото търсене на отопление ще бъде задоволено посредством прекосяване от изкопаеми горива към електричество и свързване на повече здания към системи за централно отопление, които от своя страна ще би трябвало да станат по-чисти. Повечето от моделирането, което е направено, допуска второстепенна роля за други технологии, сподели Ян Розенов, шеф на мозъчния концерн за чиста сила Regulatory Assistance Project. „ Бих споделил, че от страна на предлагането това са термопомпи, централно отопление и слънчева топлинна сила в този ред – и по-късно всичко останало. “ Термопомпи Намаляването на търсенето на топлота не е задоволително. Най-обещаващият метод за щадящи климата и топли домове съгласно специалистите е потреблението на термопомпи. Термопомпите са устройства, които вземат топлота извън и я вкарват. Те наподобяват и работят като климатици. Някои черпят топлота от земята, до момента в който други я вземат непосредствено от въздуха. Тази околна топлота се трансферира към хладилен сътрудник, химикал като тези, употребявани в хладилниците, който по-късно загрява вода или въздух в тръбопроводи, преминаващи в постройката. Тъй като устройството единствено по себе си не генерира топлота — за разлика от газовия казан или електрическия радиатор — то е доста по-ефективно. Енергията, която отделя под формата на топлота, е неведнъж по-голяма от тази на електричеството, употребявано за работата му. Термопомпите са доста подобаващи за еднофамилни къщи. Но в жилища, изключително дребни, те са по-трудни за инсталиране. „ По-предизвикателно е в жилищните здания, само че има доста решения “, сподели Йозефиен Ванбеселаере, началник по въпросите на Европейски Съюз в лобистката група European Heat Pump Association (EHPA). По-големият проблем, сподели тя, е, че някои страни имат строителни кодекси, които контролират дистанцията на термопомпата до прилежащите парцели, или правила, които изискват всички жилища в постройката да се съгласят с ремонтни действия. „ Бих споделила, че са повече тези типове бариери, в сравнение с действителните механически бариери “, изясни Ванбеселаере. Все отново най-големият проблем е първичната цена. Инсталирането на термопомпа в съществуваща постройка коства няколко хиляди — или даже десетки хиляди — евро. Въпреки че самите устройства могат да бъдат създадени на ниска цена на индустриални линии, цената на изваждането на бойлер и замяната му с термопомпа е висока. Това е по този начин, тъй като разчита на профилиран труд и самостоятелни решения за всяка обособена постройка. Поради тяхната висока енергийна успеваемост, разноските за употреба на термопомпа обаче нормално са доста по-ниски от тези на казан с изкопаеми горива — даже преди да се вземат поради разноските за околната среда и човешкото здраве. Централна топлофикация За здания, където пространството е лимитирано, изключително в гъсто обитаеми градове, централното отопление може да бъде дейно решение за отопление на жилищата. Тези мрежи разпределят топлота за здания и промишленост от централен източник вместо отопление на място. Вместо да отстранява котли в доста самостоятелни домове и да ги заменя с термопомпи на висока цена, един град може просто да свърже постройките към топлофикационна мрежа. Днес множеството топлофикационни мрежи изгарят изкопаеми горива - от време на време в електроцентрала, която създава и електричество. Но посредством потребление на по-чисти източници на топлота централното отопление може да бъде нисковъглероден метод за отопление на домовете. Вулканичната Исландия отоплява домовете в своята топлофикационна мрежа съвсем напълно с топла вода, прекарана надълбоко подземен. В международен мащаб най-големият възобновим източник на топлота в мрежите идва от изгарянето на биомаса. Друг вид е да се употребява нежелана топлота, генерирана от промишлени процеси или изгаряне на боклуци. Дания, една от страните с най-утвърдената мрежа за централно отопление, построи първата си централа за комбинирано произвеждане на топлинна и електрическа сила през 1903 година Тя изгаряше отпадък, с цел да генерира електричество и да отоплява локална болница. След петролната рецесия през 1973 година страната влага съществено в мрежата и близо две трети от домовете са свързани през днешния ден към топлопреносни мрежи. Целта на столицата Копенхаген за климатична индиферентност до 2025 година – която в този момент наподобява евентуално ще бъде пропусната – и зависи от оборудването на огромна пещ за изгаряне на боклуци с технология за хващане на въглеродния диоксид от изгарянето на отпадък. Такъв модел може да бъде от решаващо значение за подкрепяне на други градове да се оправят с потребностите си от боклуци и отопление, макар че на локално равнище прави въздуха по-мръсен. Слънчеви топлинни системи Друга опция е постройките да се отопляват със слънце посредством слънчева топлинна технология. За разлика от слънчевите фотоволтаични системи, при които панелите трансформират слънчевата светлина в електричество, слънчевите топлинни системи всмукват слънчевата светлина, с цел да затоплят вода, която по-късно се употребява в постройката. През 2020 година 250 милиона жилища са употребявали слънчеви топлинни технологии за отопление на вода, съгласно Международната организация по енергетика. В своя сюжет за чисти нулеви излъчвания МАЕ чака 400 милиона да са нужни до края на десетилетието. Тъй като някои по-стари системи ще би трябвало да бъдат пенсионирани, организацията чака 290 милиона нови слънчеви топлинни системи да бъдат конфигурирани през това десетилетие. Слънчевите топлинни технологии могат на ниска цена да затоплят огромни елементи от потреблението за отопление на вода при ниски финансови разноски, даже в леден климат, съгласно IEA, и могат да бъдат интегрирани във всички типове отоплителни системи. Докато някои здания могат да се отопляват напълно по този метод, слънчевите топлинни технологии изискват огромни системи за предпазване на вода, което ги прави по-малко практични като единствен източник на топлота. Това е спомагателен източник на топлоенергия, сподели Розноу. „ Това не е независима система, в случай че нямате тези в действителност огромни устройства за предпазване на място. “ Биомасата Най-популярната възобновима форма на отопление в Европа е и една от минимум устойчивите: изгарянето на биомаса. Чрез непосредствено отопление на домовете с котли на дървесни пелети — или косвено посредством топлофикационни централи, работещи с гориво от биомаса — постройките могат да се поддържат топли, без да изразходват лимитирани запаси на доктрина. Горенето на дърва непосредствено също може да се смята за въглеродно неутрално, в случай че бъдат засадени още веднъж, защото CO2, освободен по време на горенето, ще бъде засмукан назад при фотосинтезата. Но на процедура въглеродът в атмосферата загрява планетата, до момента в който е там горе, и са нужни десетилетия, с цел да израсне още веднъж изсечената гора. Нещо повече, земята, върху която се отглеждат дърветата, не може да се употребява за нищо друго и е дефицитна. В Европейски Съюз най-голямото нарастване на възобновимите енергийни източници за отопление се следи в страни, където биомасата е основен източник на топлота. Тази цифра е отчасти изкривена, защото се мери с общото количество генерирана топлота, а не с потребния си дял. Това прави една ефикасна термопомпа да наподобява по-малко мечтана от един неефикасен казан, съгласно разбор от Regulatory Assistance Project, който дава тласък на страните да преследват цели за възобновима сила посредством изгаряне на биомаса вместо електрифициране. Анализ от 2017 година на Световния институт за запаси, екологична организация с нестопанска цел, подлага на критика слабите критерии за резистентност на Европейски Съюз за биомаса. „ Ако Европейски Съюз не ограничи биомасата до същински щадящи CO2 първични материали, други страни евентуално ще одобряват сходни хлабави разпореждания, които разрешават дърветата да се употребяват като възобновими енергийни източници - със обилни негативни последствия за горите и климата. “ В сюжета за декарбонизация на МАЕ изгарянето на биомаса обезпечава 10% от употребяваната топлота в международен мащаб през 2030 година и 20% през 2050 г. Биометан Друг метод за потребление на органична източници на сила за отопление на домове е превръщането им в газ. Когато бактериите усвояват растителна материя без въздух - да вземем за пример на хранилище за боклуци - те отделят метан. Газът е главният съставен елемент на изкопаемия газ, прочут също като природен газ, и има мощен резултат върху климата. Метанът загрява планетата 80 пъти повече от CO2 за интервал от 20 години, макар че не се задържа толкоз дълго в атмосферата. Чрез филтриране на метана, създаден по този метод - премахване на CO2 и други замърсители - учените могат да произведат биометан, гориво, съвсем неразличимо от природния газ. Изходните първични материали нормално са нежелани странични артикули от други основни процеси: растителни останки, скотски тор, органична част от битовите боклуци и утайки от отпадъчни води. В някои страни като Германия обаче културите се отглеждат особено за сила - което поражда опасения, че земята може да бъде употребена и по-добре. Но за отопление на домовете, съгласно специалисти, количеството биометан, налично от устойчиви източници, надали ще доближи доста. Газовата индустрия се стреми да употребява наличното като по-чисто гориво за отопление на домове, без да демонтира котли и тръби вътре в домовете. Но екологичните групи се притесняват, че това ще забави преходът към по-чиста инфраструктура. Водородът Още по-противоречив газ е водородът, който може да размени мръсните горива в няколко замърсяващи промишлености, от производството на стомана до корабоплаването, тъй като има чист развой на изгаряне и може да се създава без обособяване на парникови газове. Това се случва посредством развой, наименуван електролиза, при който електричеството от възобновими източници се употребява за делене на водните молекули на водородни и кислородни атоми. Използването на този по този начин наименуван зелен водород не освобождава CO2. Но съвсем целият водород, създаден през днешния ден, е прочут като сив водород - създаден от изкопаем газ и пара в развой, който отделя CO2. Има и наследник водород, създаден от същия развой, само че с енергоемки стъпки за хващане на освободения въглерод. Досега газовата индустрия е толкоз пропусклива, а технологията за хващане на въглероден диоксид е толкоз едва развита, че изгарянето на наследник водород може да бъде по-замърсяващо от директното изгаряне на изкопаем газ. Изгарянето на зелен водород за отопление на здания би било метод за декарбонизиране на строителния бранш. Но зеленият водород е в дефицит и специалистите са задоволително скептични дали ще има задоволително количества, с цел да задоволи промишленостите, които се нуждаят повече от него, като производството на стомана да вземем за пример. После ще е ясно до каква степен може да се употребява в жилищния бранш. Те се притесняват, че залагането на зелен водород за отопление на здания ще докара до потреблението на по-замърсяващи форми на водород като гориво или вместо това единствено дребни количества зелен водород ще бъдат смесени с изкопаем газ. Ето за какво еколози и потребителски групи предизвестиха, че „ готовите за водород “ отоплителни котли са „ подправено “ решение. Съществуват и присъщи неефективности при основаването на водород от възобновима сила за изгарянето му. Въпреки че зеленият водород има смисъл в промишлености без осъществима опция, като производството на стомана, това би довело до огромни количества загуба на сила в строителния бранш. Необходима е 4 до 5 пъти повече чиста сила за отопление на дом със зелен водород, в сравнение с за работа на термопомпа, сподели Кевин Кирхер, машинен инженер в университета Пърдю в Съединени американски щати, който специализира в здания. „ Защо просто не изградим пет пъти повече [слънчеви панели и вятърни турбини] и не ги използваме, с цел да произвеждаме водород за отопление? Защото мащабът, който би трябвало да изградим, към този момент е голям “. „ Не бива да вършим тази задача по-трудна, в сравнение с към този момент е “, безапелационен е той. Самият водород е и извънредно елементарно запалителен газ, който може да провокира големи провали при неправилна приложимост. Това основава редица механически проблеми, а условията за поддържане на атомна система са големи.