به گزارش تجارت نیوز، بیش از دو قرن پیش، دیگ بخار جرقه انقلاب صنعتی را زد و جهان را برای همیشه تغییر داد. از آن زمان تا امروز، بخار به ستون فقرات تولید صنعتی تبدیل شده است؛ از صنایع غذایی و دارویی گرفته تا شیمیایی، کاغذ و پتروشیمی. اما این سیال حیاتی، هزینه پنهان بزرگی دارد: تولید بخار هنوز عمدتا با سوزاندن گاز، نفت یا زغالسنگ انجام میشود و سهم قابلتوجهی از مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانهای جهان را به خود اختصاص میدهد. اکنون، استارتاپ AtmosZero میگوید زمان آن رسیده که یکی از قدیمیترین اجزای صنعت مدرن، وارد عصر برق و کربنزدایی شود.
بخار؛ غول خاموش انتشار کربن در صنعت
طبق برآوردها، بیش از ۲.۲ گیگاتن دی اکسید کربن در سال فقط برای تبدیل آب به بخار تولید میشود؛ رقمی که بیش از ۵ درصد از کل انتشار گازهای گلخانهای مرتبط با انرژی در جهان را شامل میشود. تقریبا تمام کارخانهها به بخار وابستهاند و همین وابستگی گسترده باعث شده کربنزدایی از این بخش، به یکی از سختترین چالشهای گذار انرژی تبدیل شود. حذف بخار از فرآیندهای صنعتی عملاً ممکن نیست؛ بنابراین راهحل، پاکتر کردن خود بخار است.
AtmosZero چه راهحلی ارائه میدهد؟
AtmosZero که در سال ۲۰۲۲ توسط آدیسون استارک (دانشآموخته MIT)، تاد باندهاور و اشوین سالوی تاسیس شد، یک پمپ حرارتی مدولار برقی طراحی کرده است که میتواند بخار صنعتی با دمای تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد تولید کند؛ دمایی که برای بسیاری از کاربردهای صنعتی کاملاً کافی است.
نکته کلیدی این فناوری آن است که بدون احتراق سوخت فسیلی کار میکند و میتواند جایگزین مستقیم دیگهای بخار سنتی شود. نیاز به تغییر اساسی در فرآیندهای کارخانه ندارد.
۵۰ درصد برق کمتر، هزینه عملیاتی پایینتر
AtmosZero میگوید اولین سیستم بخار ۱ مگاواتی این شرکت، به لطف کمپرسورهای فوقکارآمد، حدود ۵۰ درصد برق کمتر از دیگهای بخار برقی مقاومتی رایج مصرف میکند. این موضوع بسیار مهم است، زیرا یکی از موانع اصلی دیگهای بخار برقی تاکنون، هزینه بالای برق و افزایش هزینههای عملیاتی بوده است. کاهش مصرف برق، این فناوری را به گزینهای اقتصادیتر برای صنعت تبدیل میکند.
آدیسون استارک، مدیرعامل AtmosZero، میگوید: «برقرسانی مقرونبهصرفه به صنعت نیازمند نوآوریای است که مقیاسپذیر باشد؛ یعنی محصولی که بتوان آن را انبوه تولید کرد، نه پروژههای خاص و پرهزینه.»
پمپ حرارتی؛ قلب تپنده دیگ بخار برقی
در مرکز این فناوری، کمپرسور پمپ حرارتی قرار دارد؛ قطعهای که راندمان، هزینه و عملکرد کل سیستم را تعیین میکند. AtmosZero با طراحی دقیق مراحل فشردهسازی و انتخاب بهینه مبردها، توانسته محدودیتهای ترمودینامیکی را تا حد زیادی مدیریت کند؛ مشکلی که معمولاً با افزایش دمای خروجی پمپهای حرارتی تشدید میشود.
این سیستم میتواند از گرمای هوای محیط استفاده کند و به گرمای تلفشده کارخانه وابسته نیست و ساختار سادهتری نسبت به بسیاری از راهحلهای موجود دارد. به گفته استارک، وابستگی به گرمای تلفشده، نصب و بهرهبرداری را پیچیده و پرهزینه میکند؛ چیزی که AtmosZero آگاهانه از آن پرهیز کرده است.
نصب سریع، بدون توقف تولید
یکی از مزیتهای مهم این فناوری، سازگاری کامل با زیرساختهای فعلی صنعت است. به گفته شرکت سیستم میتواند در عرض یک بعدازظهر نصب شود. طی چند روز وارد مدار شود و بدون توقف یا اختلال در تولید کارخانه کار کند. استارک تاکید میکند: «مشتریان نمیخواهند کارخانهشان را برای برقرسانی از نو طراحی کنند. پیچیدگی نباید به محل تولید منتقل شود.»
از پایلوت تا مقیاس صنعتی
AtmosZero در حال حاضر یک سیستم آزمایشی ۶۵۰ کیلوواتی را در یکی از تأسیسات صنعتی نزدیک دفتر مرکزی خود در کلرادو راهاندازی کرده است.
برنامه شرکت به این صورت است:
- تحویل چند واحد تجاری طی ۱ تا ۲ سال آینده
- سپس استقرار صدها واحد در سال
- تمرکز بر کارخانههایی با مصرف حرارتی اوج کمتر از ۱۰ مگاوات (اکثریت تاسیسات تولیدی آمریکا)
چرا بخار، نقطه طلایی کربنزدایی صنعت است؟
برخلاف صنایعی مانند فولاد یا سیمان که راهحلهای خاص خود را میطلبند، بخار وجه مشترک تقریباً همه صنایع است. به همین دلیل، حتی بهبود نسبی در روش تولید بخار میتواند تاثیر بسیار بزرگی در کاهش انتشار جهانی داشته باشد.
استارک میگوید: «بخار را نمیتوان از صنعت حذف کرد. ما ۱۶۰ سال است که فرآیندهای صنعتی را حول آن طراحی کردهایم. پس باید راههایی برای تولید بخار با انتشار کم پیدا کنیم، نه اینکه آن را کنار بگذاریم.»
برقیکردن دیگهای بخار شاید در نگاه اول ساده به نظر برسد، اما در عمل میتواند یکی از عمیقترین تحولات صنعتی قرن بیستویکم باشد. اگر فناوریهایی مانند راهحل AtmosZero بتوانند در مقیاس وسیع مستقر شوند، صنعتی که سالانه بیش از ۲.۲ گیگاتن دی اکسید کربن منتشر میکند، میتواند بهتدریج وارد مسیر کربنزدایی واقعی شود. در جهانی که گذار انرژی بدون اصلاح صنعت ممکن نیست، شاید انقلاب صنعتی بعدی نه با زغالسنگ و بخار، بلکه با برق پاک و همان بخار آشنا رقم بخورد.
