Một nghiên cứu mới từ Áo đã so sánh các kỹ thuật tạo nhiệt công nghiệp khác nhau và phát hiện ra rằng máy bơm nhiệt chạy bằng năng lượng gió hoặc năng lượng mặt trời là giải pháp rẻ nhất và thân thiện với môi trường nhất.
Hình ảnh: Johannes Kepler Universität Linz, Sản xuất và Tiêu dùng Bền vững. CC BY 4.0
Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Johannes Kepler Linz ở Áo đã đề xuất rằng các nhà hoạch định chính sách nên trợ cấp cho các dự án công nghiệp sử dụng máy bơm nhiệt để tạo ra hơi nước với mức thuế là 3 euro (3.2 đô la) cho mỗi gigajoule (GJ). Đó là kết quả của một phân tích về giá cả của tác động môi trường của các kỹ thuật hơi nước khác nhau, trong đó phát hiện ra rằng máy bơm nhiệt hoạt động với năng lượng tái tạo là ít tốn kém nhất. Các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng "Nếu tính đến 43.20 Terajoule (TJ) được sản xuất trong suốt vòng đời của nhà máy, thì có thể trả được khoản trợ cấp là 129,600 euro".
Mặc dù nghiên cứu tập trung vào năng lượng gió như một nguồn điện tái tạo, đồng tác giả Lukas Zeilerbauer cho biết tạp chí pv rằng sử dụng năng lượng mặt trời sẽ mang lại kết quả rất giống nhau. “PV thường có tác động lớn hơn đến tiềm năng nóng lên toàn cầu so với năng lượng gió, nhưng tất nhiên vẫn thấp hơn nhiều so với các nguồn năng lượng hóa thạch”, ông nói. “PV có giá ẩn là 1.46 euro (1.58 đô la), vì vậy nó gần giống như gió”.
Trong bài báo “Đánh giá vòng đời và chi phí ẩn của hơi nước được sản xuất bởi máy bơm nhiệt nhiệt độ cao quy mô công nghiệp”, được xuất bản trong Sản xuất và tiêu dùng bền vững, các nhà khoa học giải thích rằng họ đã sử dụng Đánh giá vòng đời (LCA) để so sánh các kỹ thuật tạo hơi nước khác nhau được sử dụng ở quy mô công nghiệp, bao gồm máy bơm nhiệt nhiệt độ cao (HTHP). Các kỹ thuật tạo hơi nước khác bao gồm các quy trình hơi-khí sinh học, quy trình sinh khối rắn và các quy trình khác dựa trên khí tự nhiên và dầu nhiên liệu nhẹ.
Các nhà nghiên cứu đã xem xét hai kịch bản khác nhau, một kịch bản trong đó hơi nước được tạo ra với áp suất 2 bar và một kịch bản với áp suất 5 bar. Đối với cả hai kịch bản, họ đều tính đến việc sử dụng điện gió hoặc điện lưới.
“Vấn đề với các phương pháp LCA là chúng thường bao gồm hơn mười loại thiệt hại và do đó có các kết quả khác nhau liên quan đến các khu vực khác nhau, và rất khó để tìm ra các yếu tố trọng số giữa các kết quả rất khác nhau này”, nhóm nghiên cứu giải thích. “Tuy nhiên, các chuyên gia đã đề xuất sử dụng các giá trị tiền tệ ngay từ đầu. Một trong những cách tiếp cận đó là giá bóng tối, có ý tưởng cơ bản là cuối cùng, một chính phủ, đại diện cho người dân của mình, phải 'sửa chữa' thiệt hại về môi trường và do đó quan tâm đến việc giảm thiểu các chi phí này”.
Không có gì ngạc nhiên khi các học giả phát hiện ra rằng sự kết hợp giữa máy bơm nhiệt và năng lượng gió có chi phí thấp nhất là 1.44 euro cho mỗi GJ trong kịch bản 2 thanh và 2.24 euro trong trường hợp 5 thanh. Việc chuyển đổi năng lượng gió sang hỗn hợp lưới điện Tây Ban Nha đã dẫn đến giá LCA lần lượt là 3.83 euro và 6.23 euro. Để so sánh, việc sử dụng sinh khối rắn cho quy trình hơi nước có giá môi trường là 17.2 euro cho mỗi GJ và dầu nhiên liệu nhẹ có giá là 9.81 euro.
Hình ảnh: Johannes Kepler Universität Linz, Sản xuất và Tiêu dùng Bền vững. CC BY 4.0
Khi xem xét sâu hơn về tác động môi trường của các phương pháp khác nhau, nghiên cứu đã tìm ra kịch bản tốt nhất để giảm 98% lượng khí thải nhà kính. Tuy nhiên, các biện pháp môi trường khác cho thấy kết quả hỗn hợp hơn, ví dụ như kết quả liên quan đến độc tính dao động giữa máy bơm nhiệt và các chuẩn mực.
"Một phát hiện bất ngờ là chất lỏng làm việc và rò rỉ của nó không đóng góp đáng kể vào tiềm năng nóng lên toàn cầu nhưng hầu như chỉ chịu trách nhiệm cho tiềm năng làm suy giảm tầng ozone", các nhà nghiên cứu nhấn mạnh. Họ cho rằng việc sử dụng R134a làm chất lỏng làm việc, vì đây là chất lỏng duy nhất có thông tin trong tài liệu học thuật của LCA.
HTHP được nghiên cứu trong nghiên cứu này được thiết kế để triển khai trong dây chuyền tẩy rửa của một nhà máy thép ở Tây Ban Nha. Nó có công suất cung cấp nhiệt danh nghĩa là 250 kW và bao gồm một bể chứa hơi nước được thiết kế riêng để tạo hơi nước, cũng như một máy bơm tuần hoàn.
“Mặc dù máy bơm nhiệt tạo hơi nước được xem xét trong nghiên cứu này được thiết kế để triển khai trong dây chuyền hoàn thiện của một nhà máy thép, nhưng kết quả của nghiên cứu này có thể được áp dụng cho nhiều ngành công nghiệp khác, vì hơi nước là chất mang nhiệt phổ biến cho nhiều quy trình công nghiệp”, các học giả giải thích. “Máy bơm nhiệt này có thể được sử dụng trong bất kỳ quy trình nào khác yêu cầu hơi nước áp suất thấp lên đến 5 bar”.
Nội dung này được bảo vệ bản quyền và không được phép sử dụng lại. Nếu bạn muốn hợp tác với chúng tôi và muốn sử dụng lại một số nội dung của chúng tôi, vui lòng liên hệ: editors@pv-magazine.com.
Nguồn từ tạp chí pv
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Thông tin nêu trên được cung cấp bởi pv-magazine.com độc lập với Cooig.com. Cooig.com không tuyên bố và bảo đảm về chất lượng và độ tin cậy của người bán và sản phẩm.
