اصلاح سیستم تهویه مطبوع راه‌حل مشکل تغییرات اقلیمی است؟

یکی از معضلات بزرگ تغییرات اقلیمی این است که از فناوری تهویه‌ی مطبوع به‌حدی استفاده کرده‌ایم که از سال ۱۹۹۰ تاکنون، مدل کاربرد جهانی کارمایه برای این ترانه سه‌برابر شده است. انتظار می‌رود در سال‌های پیش رو، این روند رشد بیشتری داشته باشد و باتوجه‌به این موضوع که نیروگاه‌های مصرف‌کننده‌ی سوخت‌های فسیلی انرژی موردنیاز این سیستم‌ها را تأمین می‌کنند، با انتشار کربن بیشتر، دمای هوا نیم‌درجه‌ی دیگر افزایش خواهد یافت. مقاله‌ای که به‌تازگی درون مجله‌ی Nature Communications منتشر شده، راه‌حلی در‌این‌زمینه پیشنهاد داده است.

سیستم‌های گرمایشی و تهویه و تهویه‌ی دلپذیر (HVAC) هوای یدکی جا‌به‌جا می‌کنند. آن‌ها می‌توانند کل حجم هوای موجود در یک خانه اداری را ۵ تا ۱۰ مرحله تو ساعت جایگزین کنند. همچنین، ماشین‌هایی که کربن‌دی‌اکسید را از اتمسفر می‌گیرند (راه‌حلی درحال‌توسعه بخاطر مبارزه با تغییرات اقلیمی)، به حرکت حجم زیادی از هوا وابسته هستند. پس، چرا نباید با ضمیمه‌کردن سامان کربن‌گیر بوسیله سیستم تهویه‌ی مطبوع تو مصرف انرژی صرفه‌جویی کرد؟

پیشنهاد آینده‌نگرانه‌ی گروهی از پژوهشگران مؤسسه‌ی فناوری کارلسروهه آلمان تا اینکه از این هم فراتر می‌رود. این پژوهشگران با هدایت رولاند دیتمایر، سیستمی از اجزای مدولار (طرح پیمانه‌ای) ترسیم کرده‌اند که از انرژی تجدیدپذیر قدرت می‌گیرد و فقط کربن‌دی‌اکسید و آب را از هوا حصول نمی‌کند. این جهیز همچنین می‌تواند ترکیبات سابق الذکر را بوسیله هیدروژن تبدیل نرم و پس ازآن از فرایند شیمیایی چندمرحله‌ای بخاطر تبدیل هیدروژن بوسیله سوخت‌های هیدروکربنی مایع استفاده کند. پژوهشگران می‌گویند نتیجه‌ی این کار «چاه‌های نفت جعلی» شخصی است که در ساختمان‌ها و محله‌های مختلف می‌تواند توزیع شود.

معیار رؤیایی تولید نفت همگانی از پالایشگاه‌های خورشیدی مانند ایده‌ی برق همگانی حاصل از صفحات خورشیدی است که انسان را قادر می‌سازد به‌جای تکیه بر غول‌های صنعت انرژی فسیلی، خودشان گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی را کنترل و مدیریت کنند. دیتمایر می‌گوید:دسته پژوهشی ما در‌حال‌حاضر، مدلی آزمایشی را توسعه داده که می‌تواند چندین مرحله‌ی بنیادی از این فرایند را انجام دهد. دو یا سه سال طول می‌کشد تا این طرح نخستین هنرنمایی خویشتن را اجرا درنگ و بتوانم بوسیله شما یک بطری بنزین هیدروکربنی را علامت دهم که از کربن‌دی‌اکسید گرفته‌شده از واحد تهویه‌ی دلپذیر به‌دست آمده است.

البته، نه دیتمایر و خیر همکارش، جفری اوزین، معماری کردن شیمی از دانشگاه تورنتو، نمی‌توانند پیش‌بینی کنند چقدر کشش می‌کشد تا زمانی فرابرسد که صاحبان ساختمان‌ها بتوانند چنین واحدهایی بخرند و گمارش کنند. بااین‌حال، اوزین مطالبه می‌کند در‌حال‌حاضر، پاره عمده‌ی تکنولوژی موردنیاز این سیستم ازلحاظ تجاری دردسترس است. او می‌گوید تجهیزات گرفتن کربن را می‌توان از کلایمورکز، همکاری سوئیسی فعال درزمینه‌ی تکنولوژی‌های جذب مستقیم از فضا تهیه کرد و الکترولایزرهای موردنیاز بخاطر تبدیل کربن‌دی‌اکسید و آب به هیدروژن نیز در شرکت‌های مختلفی موجود هستند. او می‌افزاید:شما از رآکتورهای کاتالیزوری ریزساختار رولاند استفاده می‌کنید که هیدروژن و کربن‌دی‌اکسید را بوسیله سوختی سنتزی تغییر می‌کنند.

این رآکتورها را همکاری آلمانی اینراتک به‌عنوان محصول صوری استیناف دیتمایر به بازار ارائه می‌کند. ازآنجاکه این جهیز تکیه به فرم‌های پیشرفته‌ی انرژی خورشیدی است، اوزین در‌این‌زمینه به‌عنوان «ساختمان‌های فتوسنتزی» فکر می‌کند.

براساس محاسبات پژوهشگران، با راه‌اندازی این فن شناسی در سیستم تهویه‌ی مطبوع یکی از آسمان‌خراش‌های بلند اروپا، یعنی برج MesseTurm در فرانکفورت، می‌توان هفتگی حداقل ۲ هزار تن (۶۶۰ هزار گالن آمریکا) بنزین تولید کرد. آن‌ها می‌گویند فضای اداری کل ایالت فرانکفورت می‌تواند هرسال زیاد از ۳۷۰ هزاره عضو سوخت تولید درنگ. دیوید کیت، لله فیزیک کاربردی و سیاست عمومی داخل دانشگاه هاروارد می‌گوید:این ایده‌ی شگفت‌انگیزی بود که روز مرا پیدایش.

او پیشنهاد می‌کند بهینه استفاده‌ی ممکن از سوخت‌های حاصل کمک به محلول دو تک از بزرگ‌ترین مشکلات انرژی است: فراهم‌کردن سوخت کربن خنثی برای انباشتن شکاف مولود از طبیعت متناوب انرژی‌های تجدیدپذیری مانند پف و خور و همچنین تأمین سوختی بخاطر حوزه‌هایی از صنعتی و حمل‌و‌نقل که بوسیله مشقت با برق کار می‌کنند؛ مانند هواپیماها و کامیون‌های ارشد و صنعت تولید سیمان و فولاد.

در‌حال‌حاضر، کیت برخی از این بازارها را ازطریق شرکت مهندسی کربن مرام فراغت داده است. او این شرکت را با تمرکز روی جذب یمین کربن‌دی‌اکسید از هوا برای تولید سوخت‌های چیز ابکی در معیار عریض راه‌اندازی کرده است. باوجوداین، وی می‌گوید به‌شدت درباره‌ی راه‌اندازی این طرح‌ها روی ساختمان‌ها خواه محله‌ها تردید دارد و قناعت مقیاس را نمی‌توان عجیب گرفت. او می‌گوید:به‌‌دلیل اقتصاد مقیاس است که توربین‌های بادی عظیمی داریم و نیز داخل حیاط پشتی خود کارخانه‌ای بخاطر بازیافت زباله‌های خود نمی‌سازیم.

او معتقد است گرفتن کربن‌دی‌اکسید موجود در هوا در مقیاس مناسب سریع‌تر و ارزان‌تر است. دانشمندان دیگری که درون این پژوهش مشاکتی نکردند، در‌این‌باره به دو شاق بالقوه‌ی دیگر رمز کرده‌اند. جنیفر ویلکاکس، مهندس شیمی مؤسسه‌ی فناوری ورسستر می‌گوید:ایده‌ای که رولاند مطرح کرده، ایده‌ی جالبی است؛ اما برای گلچین قابلیت‌های پا بر جا این رویکرد به بررسی‌های بیشتری نیاز است.

ویلکاکس می‌گوید:مقاله‌های مرتبط:تولید سوخت مایعی که می‌تواند انرژی خورشیدی را تا ۱۸ سال نگه‌داری کندروشی نو برای تولید بنزین از زباله‌های پلاستیکیراهکاری ابتکاری بخاطر بازیافت دی‌اکسید‌کربن از فضا و انتشار منفیاستفاده از مزیت جا‌به‌جایی آسمانی که هم‌اکنون سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع انجام می‌دهند، منطقی به‌نظر می‌رسد؛ ولی ساختن و عملیاتی‌کردن فن‌های لازم موضوعی زدودن که انگیزه افزایش قیمت سیستم‌های گرفتن یمین محیط شود. هزینه‌ی اصلی بوسیله مواد جامد جاذب مربوط‌ است؛ یعنی موادی که کربن‌دی‌کسید موجود داخل محیط به آن‌ها می‌چسبد و هزینه‌ی اصلی انرژی بی آرامی گرمای موردنیاز برای بازیابی کربن‌دی‌اکسید از این مواد است.

علاوه‌بر این، ویلکاکس معتقد است که به‌منظور کاهش نرخ کربن‌دی‌اکسیدی که بااطلاع هوا می‌شود، بهتر است هرگونه ذات انرژی عاری از کربن دردسترس، صرف جایگزینی کارخانه‌هایی شود که از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند. متیو جی‌ریلف، مهندس شیمی مؤسسه‌ی فناوری جورجیا می‌گوید:ایده‌ی تبدیل کربن گرفته‌شده به سوخت پول شدنی متقاعدکننده است. ما سرمایه‌گذاری هنگفتی روی زیرساخت‌های بنزین مایع خود کرده‌ایم و استعمال از آن‌ها ارزش بسیار زیادی دارد. شما مجبور نیستند کل زیرساخت‌های جدید را بسازید؛ اما ایده‌ی ارتکاب این کار در سطح خانگی کمی تصوری است و یکی از دلایل آن‌هم این است که گازهای درگیر (کربن‌دی‌اکسید و هیدروژن) سمّی و قابل‌انفجار هستند.

او تشریح می‌دهد فرایند تبدیل آن‌ها به بنزین مایع به‌خوبی درک‌کردنی است؛ ولی حاصل این کار محصولات مختلفی هستند که در‌حال‌حاضر، در پالایشگاه‌های عظیم و با صرف انرژی بیش یدکی جدا می‌شوند. امکان پذیر است جهیز مطرح‌شده تو مدل پیشنهادی حکم کند؛ ولی درون این مرحله، هنوز این حکم را انجام نداده‌ایم و ممکن است از دیدگاه اقتصادی سیاق کارآمدی نباشد.

مزیت غیرمنتظره‌ای از جذب کربن‌دی‌اکسید هوا وجود دارد که می‌تواند بوسیله تشویق پسند این تکنولوژی در بازار دستیار درنگ. یکی از دلایلی که دفترهای اداری به‌طور دوباره هوای خود را تعویض می‌کنند، این است که از سلامتی کارکنان خود دربرابر سطح افزایش یافته‌ی کربن‌دی‌اکسید محافظت کنند. پژوهش‌های ریلف مدال می‌دهد شهود کربن‌دی‌اکسید از روانی هوا ممکن است یکی از راه‌های کاهش نفقه ازطریق کاهش تعداد دفعات تعویض هوا باشد.

استدلال دیتمایر این است که خیال مبصر همیشه بهتر است. او به این موضوع نیز رمز می‌کند که در فداکار از حوزه‌های مهندسی شیمی، کارخانجات کوچکی رواج دارند؛ زیرا آن‌ها انعطاف‌پذیرتر و مخاطره مالی کمتر دارند. او نیز پیش‌بینی می‌کند هزینه‌ها زمانی کاهش خواهد یافت که دولت‌ها با لزوم دستیابی به راه‌حل اقلیمی روبه‌رو شوند و عوارض اعمال‌شده پهلو کربن افزودن یابد یا قوانین سختگیرانه‌ای برای استانداردهای بهره‌وری کارمایه ساختمان‌ها گونه شود. او می‌گوید:البته این چشم‌اندازی رؤیایی است و ایده‌ی آن دادن اختیاراتی به آدم است و نه واگذارکردن کچل جریان به حصه صنعت. بازیگران جزء صنعتی این وضعیت را مشاهده می‌کنند؛ اما تا زمانی‌که در کوتاه‌مدت سودی در کار نباشد، آن‌ها کاری ایفا نخواهند رحم. اگر تکنولوژی ایمنی داشته باشیم، حتی چنانچه چندان ارزان نباشد، می‌توانیم حرکت‌هایی در میان برخی از افراد را تماشایی باشیم؛ همان‌طورکه داخل آغاز صنعتی انرژی خورشیدی موافقت افتاد و پس‌ازآن می‌توان کام داشت که صنعتی نیز به‌سوی آن حرکت کند.بیشتر بخوانید:کشف اثرات کوکائین تو میگوهای آب شیرین انگلستانبرای دستیار به کاهش انتشار آلایندگی، چه کاری باید انجام داد؟تأثیر تغییرات اقلیمی کنار نرخ باروریشواهدی از ردپای انسان درون خشکسالی‌های اوایل قرن بیستماعلام وضعیت اضطراری اقلیمی در بریتانیا