Новое исследование, проведенное в Австрии, сравнило различные промышленные технологии производства тепла и показало, что тепловые насосы, работающие на энергии ветра или солнца, являются самым дешевым и наиболее экологически чистым решением.
Изображение: Университет Иоганна Кеплера в Линце, Устойчивое производство и потребление. CC BY 4.0
Исследовательская группа из Университета Иоганна Кеплера в Линце в Австрии предложила политикам субсидировать промышленные проекты, использующие тепловые насосы для производства пара, по тарифу 3 евро (3.2 доллара США) за гигаджоуль (ГДж). Это результат ценового анализа воздействия различных паровых технологий на окружающую среду, который показал, что тепловые насосы, работающие на возобновляемых источниках энергии, являются наименее дорогостоящими. «Принимая во внимание 43.20 тераджоулей (ТДж), произведенных за время существования завода, можно было бы выплатить субсидию в размере 129,600 XNUMX евро», — заявили исследователи.
Хотя исследование было сосредоточено на энергии ветра как возобновляемом источнике электроэнергии, рассказал соавтор Лукас Зейлербауэр. журнал pv что использование солнечной энергии должно дать очень похожие результаты. «ФЭ, как правило, оказывает большее влияние на потенциал глобального потепления, чем энергия ветра, но, конечно, все же гораздо меньше, чем ископаемые энергоносители», — сказал он. «Теневая цена фотоэлектрической энергии составляет 1.46 евро (1.58 доллара США), поэтому она почти такая же, как и ветровая энергия».
В статье «Оценка жизненного цикла и теневая стоимость пара, производимого высокотемпературным тепловым насосом промышленного размера», опубликованном в Устойчивое производство и потреблениеУченые объяснили, что они использовали оценку жизненного цикла (LCA) для сравнения различных методов генерации пара, используемых в промышленном масштабе, включая высокотемпературные тепловые насосы (HTHP). Другие методы производства пара включают паробиогазовые процессы, процессы с твердой биомассой и другие процессы, основанные на природном газе и легком мазуте.
Исследователи рассмотрели два разных сценария: один — при давлении 2 бара, другой — при давлении 5 бар. В обоих сценариях учитывалось использование ветровой или сетевой электроэнергии.
«Проблема с методами LCA заключается в том, что они обычно состоят из более чем десяти категорий ущерба и, следовательно, разных результатов, касающихся разных областей, и трудно найти весовые коэффициенты между этими очень разными результатами», — пояснила исследовательская группа. «Однако эксперты предложили на раннем этапе использовать денежные значения. Одним из таких подходов является теневая цена, в основе которой лежит идея о том, что в конечном итоге правительство, представляющее свой народ, должно «восстанавливать» экологический ущерб и, следовательно, заинтересовано в смягчении этих затрат».
Неудивительно, что ученые обнаружили, что сочетание тепловых насосов с энергией ветра имеет самую низкую стоимость: 1.44 евро за ГДж в сценарии с 2 барами и 2.24 евро в случае с 5 барами. Переход на использование ветровой энергии в сети Испании привел к тому, что цены LCA составили 3.83 и 6.23 евро соответственно. Для сравнения, экологические издержки использования твердой биомассы для парового процесса составили 17.2 евро за ГДж, а стоимость легкого мазута составила 9.81 евро.
Изображение: Университет Иоганна Кеплера в Линце, Устойчивое производство и потребление. CC BY 4.0
Более углубленно изучая воздействие различных методов на окружающую среду, исследование выявило наилучший сценарий, позволяющий сократить выбросы парниковых газов на 98%. Однако другие экологические меры показали более неоднозначные результаты, поскольку, например, результаты, связанные с токсичностью, колебались между тепловыми насосами и контрольными показателями.
«Неожиданным открытием стало то, что рабочая жидкость и ее утечка не внесли существенного вклада в потенциал глобального потепления, но почти полностью ответственны за потенциал разрушения озона», — подчеркнули исследователи. В качестве рабочей жидкости они предположили использование R134a, так как только о нем имеется доступная информация в академической литературе LCA.
HTHP, рассмотренный в этом исследовании, был разработан для внедрения на линии травления сталелитейного завода в Испании. Он имеет номинальную мощность теплоснабжения 250 кВт и включает в себя специально разработанный расширительный бак для выработки пара, а также циркуляционный насос.
«Хотя рассматриваемый в данном исследовании парогенерирующий тепловой насос был спроектирован для установки на линии отделки сталелитейного завода, результаты данного исследования могут быть применены и во многих других отраслях промышленности, поскольку пар является универсальным теплоносителем для многих промышленных предприятий. процессы», — пояснили ученые. «Этот тепловой насос можно использовать в любом другом процессе, требующем пара низкого давления до 5 бар».
Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно. Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, свяжитесь с нами: editors@pv-magazine.com.
Источник из журнал pv
Отказ от ответственности: информация, изложенная выше, предоставлена pv-magazine.com независимо от Alibaba.com. Alibaba.com не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий относительно качества и надежности продавца и продукции.
