Máy bơm nhiệt hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng: Thách thức và phương pháp tiếp cận

Máy bơm nhiệt hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng: Thách thức và phương pháp tiếp cận

Heat pump assists in energy transition: Challenges and approaches

SHARE COMMENTS

1 – GIỚI THIỆU

Phù hợp với các mục tiêu và cam kết đầy tham vọng hướng tới trung lập carbon, các quốc gia trên toàn thế giới đang tìm kiếm sự chuyển đổi năng lượng để đối phó với thực tế khắc nghiệt của cuộc khủng hoảng khí hậu và sự gia tăng nhu cầu sưởi ấm và làm mát. Sự gia tăng sử dụng năng lượng tái tạo đang dự báo một sự chuyển đổi trong sự thống trị năng lượng toàn cầu, từ hệ thống sưởi ấm dựa trên nhiên liệu hóa thạch sang sưởi ấm dựa trên năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, chúng ta phải đối mặt với bốn thách thức cơ bản trong quá trình chuyển đổi năng lượng, bao gồm (1) điện khí hóa nhiệt, (2) sử dụng các nhà máy điện nhiệt đã ngừng hoạt động, (3) đáp ứng nhu cầu lưu trữ nhiệt quy mô lớn, và (4) giải quyết “10%” phát thải cuối cùng. Với những thách thức này, chúng tôi đưa ra bốn phương pháp tiếp cận sử dụng máy bơm nhiệt để phá vỡ nút thắt của quá trình chuyển đổi năng lượng và tạo điều kiện cho các chiến lược khuyến khích hiệu quả cho các nhà hoạch định chính sách. Chúng tôi nhấn mạnh rằng hiệu quả và tính linh hoạt của máy bơm nhiệt trong việc điều chỉnh năng lượng nhiệt cho phép chúng tạo ra ảnh hưởng to lớn đến quá trình chuyển đổi năng lượng tương lai cho việc cung cấp sưởi ấm/làm mát, chiếm 50% tiêu thụ năng lượng của người dùng và “10%” phát thải carbon cuối cùng.

2 – MÔ TẢ HỆ THỐNG

Hệ thống bơm nhiệt có tiềm năng lớn trong việc sử dụng điện và năng lượng nhiệt cấp thấp, tạo ra một cầu nối giữa điện và nhiệt. Bằng cách làm việc cơ học hoặc nhiệt học, năng lượng nhiệt từ nguồn nhiệt thấp được bơm đến bể nhiệt cao, mở rộng phạm vi sử dụng năng lượng nhiệt cấp thấp. Trong chu trình bơm nhiệt nén hơi, năng lượng nhiệt cấp thấp có sẵn từ nhiệt môi trường hoặc nhiệt thải được nâng cấp và gia tăng, mở rộng phạm vi sử dụng năng lượng nhiệt cấp thấp.

3 – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc phân tích các thách thức và cơ hội của quá trình chuyển đổi năng lượng, đặc biệt tập trung vào vai trò của máy bơm nhiệt. Nghiên cứu cũng xem xét việc sử dụng các nhà máy điện nhiệt đã ngừng hoạt động, tích hợp lưu trữ nhiệt quy mô lớn và áp dụng các công nghệ thu giữ carbon để giảm thiểu phát thải.

4 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng máy bơm nhiệt có thể đóng vai trò quan trọng trong việc điện khí hóa nhiệt, sử dụng các nhà máy điện nhiệt đã ngừng hoạt động như các trung tâm năng lượng đô thị và giải quyết nhu cầu lưu trữ nhiệt quy mô lớn. Việc áp dụng máy bơm nhiệt cũng có thể giúp giảm 20% lượng phát thải CO2 khi đạt được tỷ lệ thâm nhập 90% cho quá trình điện khí hóa nhiệt.

5 – KẾT LUẬN