По данным Международного энергетического агентства, на обогрев помещений и воды в зданиях приходится около 44% всей потребляемой в мире энергии. Это тепло по-прежнему в подавляющем большинстве случаев вырабатывается за счет сжигания ископаемого топлива, что делает его огромным источником выбросов углерода, вызывающих изменение климата. Но вы можете быть удивлены, узнав, сколько тепла тратится впустую каждый день. Поиск способов восстановления и переработки может значительно сократить выбросы.
Рассмотрим стандартный бензиновый или дизельный автомобиль. Двигатель обеспечивает импульс и производит избыточное тепло , которое удаляет радиатор. Это тепло в значительной степени тратится впустую, за исключением зимы, когда оно нагревает ветровое стекло и пассажиров. Генераторы, поставляющие электроэнергию в сеть, работают аналогичным образом — вместо этого их избыточное тепло может быть направлено на обогрев зданий. В Великобритании есть много газовых двигателей , находящихся в режиме ожидания, чтобы при необходимости обеспечить энергосистему . Я был частью команды, которая подводила тепло от газового генератора к системе центрального отопления здания.
Идея комбинированного производства тепла и электроэнергии не нова. В Ноттингеме энергия для городской сети централизованного теплоснабжения и часть электроэнергии поступает от мусоросжигательного завода . Это также снижает количество мусора, отправляемого на свалку. Но как только вы осознаете, сколько тепла существует, ожидая повторного использования, проблема обезуглероживания отопления не кажется такой серьезной. Вот семь примеров.
1. Центры обработки данных
Компьютеры, обрабатывающие данные, сильно нагреваются — просто потрогайте нижнюю часть ноутбука. Центры обработки данных — это помещения, заполненные компьютерами, в которых могут размещаться ИТ-серверы для всего офисного здания. Вырабатываемое ими тепло извлекается и отводится, как правило, энергоемкими кондиционерами.
В других местах центры обработки данных использовались как « цифровые котлы » для обогрева плавательных бассейнов. Во многих случаях холодная вода течет по трубам между двумя зданиями, помогая охлаждать серверы центра обработки данных. Нагретая вода затем перекачивается обратно, чтобы нагреть бассейн.
2. Катки
Хотите верьте, хотите нет, но любой каток с искусственным охлаждением производит много тепла. Это связано с циклом охлаждения, благодаря которому вода, по которой вы катаетесь, замерзает. Думайте об этом процессе так же, как о своем домашнем морозильнике. Когда вы кладете что-то комнатной температуры в морозильную камеру, например, лоток с водой для приготовления кубиков льда, тепло извлекается для замораживания воды и выкачивается за пределы холодильника. При этом вы почувствуете, как боковая или задняя часть морозильной камеры нагревается.
Как и в центрах обработки данных, это тепло может улавливаться путем циркуляции воды и распределяться по трубам в другие части здания или соседние здания.
3. Кухни и ванные комнаты
В большинстве домов вытяжные вентиляторы и окна удаляют пар из кухонь и ванных комнат. Вместо этого некоторые типы вентиляционных систем могут восстанавливать тепло из этого влажного воздуха, уменьшая количество энергии, необходимой для обогрева. По оценкам, это может сэкономить от 23 до 56% стоимости счета за электроэнергию в сочетании с другими мерами по энергосбережению, такими как изоляция стен и чердака.
4. Очистные сооружения
Канализационные и водоочистные сооружения производят много тепла , которое образуется в результате компостирования органического материала в осадке (температура может достигать 70°C). Это избыточное тепло может быть повторно использовано напрямую или с помощью тепловых насосов .
5. Речная и морская вода
Тепловой насос работает аналогично кухонному холодильнику, в котором тепло извлекается из пищи и напитков внутри и выделяется наружу. Температура речной и морской воды изменяется меньше между днями и сезонами, чем температура воздуха, и тепловые насосы могут использовать эти стабильные температуры воды в качестве источника тепла зимой и охлаждения летом. Думайте о бутылке с водой в холодильнике как о речной воде, а о теплоте, выкачиваемом из холодильника, как об источнике тепла для дома.
6. Затопленные угольные шахты
Вода в угольных шахтах предлагает еще более эффективное решение. Температура грунта не меняется намного глубже 1 метра . На гораздо меньших глубинах температура фактически повышается . Заброшенные угольные шахты, как правило, заполняются теплой водой из-за дождя и грунтовых вод , а в Великобритании в этих шахтах хранится эквивалент 400 000 олимпийских бассейнов, и все они имеют довольно стабильную температуру. Зимой, когда погода очень холодная, эта теплая вода является подходящим источником тепла, которое можно передавать в здания с помощью тепловых насосов.
7. Вы
В среднем человеческое тело излучает около 100 Вт тепла в состоянии покоя. Во время тренировки это тепло может достигать 1000 Вт: этого достаточно, чтобы вскипятить один литр воды за шесть минут.
Когда люди собираются в помещении, тепло, которое они излучают, начинает накапливаться. Многолюдные общественные места можно использовать для обогрева других частей того же здания или соседних зданий.
Инфракрасное изображение показывает, сколько тепла обычно теряется зданиями, в которых мы проводим большую часть своей жизни. В сочетании с изоляцией и некоторыми технологиями, обсуждаемыми здесь, человечество могло бы удовлетворить большую часть своих потребностей в отоплении без дополнительных источников — и сократить один из крупнейших источников. выбросов, вызывающих потепление климата.
