الحاجة إلى المضخات الحرارية في أوروبا
على مدى العامين الماضيين، مضخات حرارية وقد تم نشرها على نطاق واسع في جميع أنحاء أوروبا، حيث تُعتبر ركيزة أساسية في تحويل أنظمة التدفئة. وتدعو المفوضية الأوروبية، في برنامجها "REpowerEU" الذي أُعلن عنه في مايو الماضي، صراحةً إلى مضاعفة المعدل الحالي لنشر المضخات الحرارية ليصل إجمالي عددها التراكمي إلى 10 ملايين وحدة خلال السنوات الخمس المقبلة.
يُبدي إيلون ماسك تفاؤلاً مماثلاً بشأن المضخات الحرارية. ففي يوم المستثمرين لشركة تسلا في مارس، كشف ماسك النقاب عن مشروع "الطموح 3" الذي طال انتظاره، والذي يرسم مساراً مستداماً بالكامل نحو مستقبل مستدام. وإلى جانب التقنيات الأكثر شيوعاً، مثل الخلايا الكهروضوئية وتخزين الطاقة والمركبات الكهربائية والهيدروجين، ركّز ماسك على المضخات الحرارية، وهي تقنية غير معروفة على نطاق واسع لدى عامة الناس. وفي الخطوات الخمس التي ذكرها ماسك، تشير الخطوة الثالثة، "22%"، إلى تحويل أنظمة التدفئة (التبريد) في المنازل والشركات والمصانع، بما في ذلك أنظمة تكييف الهواء، إلى المضخات الحرارية، مما يُسهم في توفير الطاقة بشكل فعّال وتقليل استخدام الوقود الأحفوري بنسبة 22%.
قال إيلون ماسك: "تستطيع المضخات الحرارية نقل الطاقة من خارج المنزل إلى داخله، مما سيقلل استهلاك الطاقة اللازمة لتدفئة المباني بمقدار الثلث". ويرى ماسك أن المضخات الحرارية تتمتع بإمكانات أكبر لخفض انبعاثات الكربون مقارنةً بالسيارات الكهربائية، وستلعب دورًا محوريًا في تطوير اقتصاد الطاقة المستدامة عالميًا في المستقبل. وأضاف أنه على الرغم من أن شركة تسلا لا تملك حاليًا منتجات متعلقة بالمضخات الحرارية، إلا أنها قد تُنتج مضخات حرارية منزلية لبيعها في السوق مستقبلًا.
منذ اندلاع النزاع الروسي الأوكراني، تواجه الدول الأوروبية الرئيسية وضعاً متفاقماً يتمثل في انقطاع إمدادات الغاز الروسي. وفي الوقت نفسه، تُسرّع الدول الأوروبية من وتيرة تحويل هيكل الطاقة لديها، أملاً في التخلص من اعتمادها على روسيا في مجال الطاقة. وفي هذا السياق، يُعدّ تسريع استخدام المضخات الحرارية كبديل للغاز الطبيعي في التدفئة ليس فقط لتخفيف الحاجة إلى التدفئة الشتوية، بل أيضاً لتسريع تحويل هيكل الطاقة في أوروبا على المديين المتوسط والطويل جزءاً هاماً.
لماذا نستخدم المضخات الحرارية؟
المضخة الحرارية جهاز ينقل الطاقة الحرارية من مصدر حراري منخفض إلى مصدر حراري مرتفع، وهي تقنية طاقة حديثة حظيت باهتمام عالمي واسع. تختلف المضخة الحرارية عن المضخات الميكانيكية التقليدية التي تزيد من الطاقة الكامنة؛ إذ تستخدم المضخات الحرارية عادةً الهواء أو الماء أو التربة لاستخلاص الطاقة الحرارية منخفضة الجودة، ثم تولد الطاقة اللازمة لتشغيلها، لتُزوّد المستخدمين بالطاقة الحرارية عالية الجودة. وبالمقارنة مع طرق التدفئة الأخرى، فإن استهلاك الطاقة الأولية في المضخات الحرارية الهوائية لا يتجاوز 27% من استهلاك الغلايات الكهربائية، و49% من استهلاك الغلايات التي تعمل بالفحم، و59% من استهلاك الغلايات التي تعمل بالغاز.
تُعتبر المضخات الحرارية بديلاً صديقاً للبيئة لأنظمة التدفئة التقليدية (مثل التدفئة بالغاز أو النفط)، حيث تصل كفاءتها الحرارية إلى 300% أو 400% أو أكثر، أي أن استهلاك 1 كيلوواط/ساعة من الكهرباء يُمكنه نقل طاقة حرارية أكبر بثلاث إلى أربع مرات. وتعتمد المضخات الحرارية على الكهرباء للتشغيل، وإذا تم توليد الكهرباء من مصادر متجددة، يصبح نظام التدفئة محايداً مناخياً فعلياً.
تُشبه المضخات الحرارية الثلاجات المعكوسة، فهي تمتص الحرارة من البيئة لتدفئة المنزل والماء، وتستهلك ربع الطاقة التي يستهلكها سخان الغاز. تستخدم المضخات الحرارية كهرباء نظيفة وتتميز بكفاءة أعلى، لذا تسعى الحكومة الألمانية لجعلها نظام التدفئة الأول، وتخطط لتركيب 500 ألف مضخة حرارية جديدة سنويًا بدءًا من عام 2024، لتصل حصتها السوقية إلى ستة ملايين بحلول عام 2030.
تُعدّ الغلايات التي تعمل بالوقود الأحفوري السبب الرئيسي لاعتماد الاتحاد الأوروبي الكبير على الغاز الطبيعي، وسبب تأخر المباني في تحقيق هدف خفض الانبعاثات الكربونية. ووفقًا لبيانات نشرتها الرابطة الأوروبية لمضخات الحرارة، حقق سوق مضخات الحرارة الأوروبي رقمًا قياسيًا جديدًا في عام 2022، حيث بيع حوالي 3 ملايين وحدة، بنسبة نمو تقارب 38%. وتشير الدراسة إلى أنه في حال تحقيق هدف الاتحاد الأوروبي المتمثل في تركيب 60 مليون مضخة حرارة إضافية بحلول عام 2030، سينخفض الطلب على الغاز الطبيعي في المباني بنسبة 40% بين عامي 2022 و2030.
