يستخدم سكان مشروع تطوير جديد في أوتاوا-جاتينو النفايات الصناعية للحفاظ على دفء منازلهم - على وجه التحديد، الحرارة المهدرة من مصنع الورق المحلي، حيث يتم التخلص من الحرارة في كل مكان حولنا.

لكن ليس من الضروري أن يكون الأمر كذلك، إذ يمكن التقاطه لتدفئة المباني بطريقة أكثر كفاءة وصديقة للمناخ.

هذا هو بالضبط ما يحدث في مشروع زيبي على طول نهر أوتاوا في أوتاوا-جاتينو. وحتى الآن، يتم تدفئة 615 ألف قدم مربع من المساحات السكنية والمكاتب على جانبي النهر باستخدام الحرارة المهدرة من مصنع منتجات كروجر القريب في جاتينو، كيو، كما أن المزيد من المباني قيد الإنشاء.

كيف يبدو استخدام الحرارة المهدرة للتدفئة

إنه شيء يثير اهتمام جاي فوبيرت، الذي يعيش في الطابق التاسع من مبنى مكون من 15 طابقًا في جانب جاتينو من زيبي. في الواقع، هذا هو أحد الأسباب التي دفعت فوبيرت، وهو مهندس بالتدريب عمل في قطاع السيارات الكهربائية، إلى اختيار الانتقال إلى المبنى قبل عامين.

وقال: "بالتأكيد، كان هذا جزءًا كبيرًا من قراري، أي شيء يمكنك القيام به لتقليل تأثيرك البيئي هو أمر يثير اهتمامي".

يعد برجه جزءًا من نظام التدفئة بالمنطقة الذي تديره شركة Zibi Community Utility وHydro Ottawa، وهي شبكة تسمح للعديد من المباني بمشاركة نظام واحد للتدفئة والتبريد بدلاً من وجود غلايات ومبردات فردية خاصة بها.

تقوم شبكة من أنابيب المياه بتوزيع الحرارة الصناعية الناتجة عن الحرارة والماء الساخن؛ كما يوفر التبريد في الصيف باستخدام مياه نهر أوتاوا.

وقال فوبيرت أن تكييف الهواء ليس شائعًا جدًا في الشقق في المنطقة،و إن نظام التبريد "ضروري للغاية" حيث يصبح الصيف أكثر دفئا بسبب تغير المناخ.

يتحكم فوبيرت في درجة الحرارة في شقته باستخدام منظم الحرارة، مثل أي شخص آخر.

وقال: "أجد الراحة داخل وحدتي استثنائية". "النظام سريع الاستجابة وفعال للغاية وهادئ للغاية."

واضاف إن فواتير الطاقة الخاصة به تشبه ما دفعه باستخدام نظام تدفئة تقليدي في شقته السابقة في أوتاوا. "لذلك أنا سعيد جدًا بذلك."

رحلة الحرارة

يصنع مصنع منتجات كروجر لفات عملاقة من المناديل الورقية من الورق المعاد تدويره والألياف الأخرى التي يتم تحويلها إلى مناشف ورقية ومناديل في مصانع أخرى.

وقال ستيفان لامورو، نائب رئيس العمليات والمشاريع الخاصة في كروجر، إن المصنع يحرق الغاز الطبيعي، لتسخين المياه من نهر أوتاوا لصنع الورق، ثم لتجفيف الورق.

يمكن رؤية الحرارة المهدرة الناتجة عن هذه العملية على شكل أعمدة من البخار تتدفق من مدخنة المصنع في أيام الشتاء الباردة. إنه شيء لفت انتباه سكوت ديمارك، الشريك مع المطور Theia Partners.

كانت الشركة تبني مشروعًا جديدًا متعدد الاستخدامات يسمى Zibi "مجاورًا عمليًا"، ويتذكر أنه كان يفكر: "كيف يمكننا تسخير ذلك وإحضاره إلى هنا؟" ومن السخافة تبديد ذلك في الغلاف الجوي والدوران وحرق الغاز أو أي شيء لتوليد الحرارة."

وعندما تواصلت زيبي مع شركة كروجر بشأن استخدام الحرارة المهدرة، قال لامورو إن الفكرة "تتوافق تمامًا" مع استراتيجية الشركة طويلة المدى لإعادة استخدام الطاقة.

عمل مهندسون من كروجر وزيبي معًا، وقرروا أخذ الحرارة من جزء لاحق من العملية. وبعد صناعة الورق، يتم تبريد الماء الذي تتراوح درجة حرارته بين 25 و30 درجة مئوية في "خزان ترسيب" ضخم يتصاعد منه البخار قبل إعادته إلى نهر أوتاوا.

قام الفنيون بتركيب مبادلات حرارية في ملكية كروجر لنقل بعض تلك الحرارة إلى المياه في شبكة التدفئة بين المقاطعات. وأوضح ديمارك: "نحن لا نأخذ مياههم، فقط الحرارة." يتم تصريف مياه كروجر في النهر بشكل أكثر برودة من ذي قبل.

وفي الوقت نفسه، تستمر الحرارة في الوصول إلى محطة التدفئة المركزية التابعة لشركة Zibi Community Utility، الواقعة في نفس الشارع.

وفي المصنع، تتم معالجة الحرارة حسب الحاجة، وتوجيهها إلى أجزاء مختلفة من النظام، وفي فصل الشتاء، تذهب المياه الدافئة إلى مباني كيبيك زيبي، التي تستخرج الحرارة بمضخاتها الحرارية الخاصة بمصدر المياه.

ونظرًا لأن الكهرباء أكثر تكلفة في أونتاريو ولأن المزيد من انبعاثات الغازات الدفيئة يتم إنتاجها من محطات الغاز في المقاطعة، تقوم شركة زيبي بتسخين المياه المخصصة لمبانيها في أوتاوا مسبقًا إلى 42 درجة مئوية في كيبيك، ثم يرسل المياه إلى أونتاريو عبر الأنابيب المثبتة تحت جسر شارع بوث. يقوم المشجعون بنفخ الحرارة إلى وحدات فردية حسب الحاجة.

وفي الصيف، يتجاوز النظام إلى حد كبير كروجر، ويتبادل الحرارة مباشرة مع نهر أوتاوا البارد لتوفير تكييف الهواء.

تم بناء النظام بتمويل من اتحاد البلديات الكندية، والموارد الطبيعية الكندية، وهيدرو كيبيك وهيدرو أوتاوا، وبدأ تشغيله في عام 2021، لكن البناء مستمر، ومن المتوقع أن يتضاعف حجمه الحالي خمس مرات في النهاية لتدفئة إجمالي أربعة ملايين قدم مربع.

خيارات أخرى، من الطاقة النووية والصلب والنفايات والصرف الصحي

إن التقاط الحرارة من العمليات الصناعية لتسخين الفضاء والمياه ليس أمرًا شائعًا في أمريكا الشمالية، يقول Zibi إنه الأول من نوعه في أمريكا الشمالية الذي يستخدم استعادة نفايات ما بعد الصناعة في مجتمع مخطط بشكل رئيسي.

لكن أجزاء أخرى من العالم تستخدم الحرارة الصناعية بهذه الطريقة لبعض الوقت. تشتهر السويد بتزويد مدنها بالطاقة والتدفئة من خلال محطات تحويل النفايات إلى طاقة، والتي تتخلص من قمامة البلاد وتولد الكهرباء وتدفئة المناطق.

وفي دونكيرك بفرنسا، يعمل مصنع أرسيلور ميتال للصلب على توفير الحرارة لمستشفى ومدارس ومباني تجارية ومساكن عامة وخاصة منذ عام 1985. وفي هايانج بالصين، توفر محطة نووية التدفئة للمدينة بأكملها منذ عام 2020. ويجري الآن بناء خط أنابيب للتدفئة لمسافات طويلة للوصول إلى مليون ساكن آخر في أماكن أبعد.

ويتزايد الاهتمام أيضًا في كندا. وفي العام الماضي، أعلنت حكومة كيبيك عن 162 مليون دولار لمشاريع تستعيد الحرارة المهدرة لاستخدامات أخرى. وأشارت إلى أن المنشآت الصناعية ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي وغيرها من منتجي الحرارة تتخلص من 300 بيتاجول من الطاقة الحرارية سنويًا - تقريبًا نفس كمية الحرارة التي تحتاجها المباني الكبيرة والدفيئات الزراعية في جميع أنحاء كيبيك كل عام. وقالت إن كل بيتاجول يمكنه بدلاً من ذلك تسخين 10000 منزل.

تم استخدام الحرارة الموجودة في مياه الصرف الصحي - الناتجة عن الصناعة والغسيل والاستحمام وغسالات الأطباق - في نظام التدفئة بالمنطقة في فانكوفر منذ عام 2010 والذي يتم توسيعه الآن. ومن المتوقع أن يكون النظام الجديد قيد الإنشاء من قبل شركة Noventa Energy Partners ومقرها تورونتو في مستشفى تورنتو الغربية أكبر مشروع للطاقة الخاصة بمياه الصرف الصحي الخام في العالم. ومن المقرر الانتهاء من المرحلة الأولى في يونيو.

وقال ستيفن كوندي، كبير مسؤولي التكنولوجيا في نوفينتا، إن المشروع من المتوقع أن يوفر للمستشفى 685 ألف دولار سنويًا من فواتير الطاقة، ومن المتوقع أيضًا أن يخفض حوالي 8400 طن متري من انبعاثات الغازات الدفيئة سنويًا، أي ما يعادل إزالة 1811 سيارة من الطريق.

مايكل ويجين هو مدير معهد بولتزمان، وهو مؤسسة كندية غير ربحية تجري أبحاثًا حول الطاقة في المناطق وتدافع عنها. ويعتقد أن هذه المشاريع هي مجرد البداية.

وقد تحدث مؤخرًا إلى الصناعة النووية حول إمكانية استعادة الحرارة من المحطات النووية في كندا. على سبيل المثال، يقدر أن الحرارة المهدرة من محطة بيكرينغ النووية في أونتاريو يمكنها تسخين مدينة تورونتو بأكملها.

وبالمثل، خلصت دراسة أجراها المعهد إلى أن الأفران العالية في مصانع الصلب في هاملتون يمكنها تسخين معظم قلب وسط المدينة في تلك المدينة، يمكن أن تشمل المصادر الأخرى للحرارة المهدرة مصافي التكرير في ريجينا، أو أنواع أخرى من محطات الطاقة، أو حتى مرافق أصغر مثل مراكز البيانات.

وقال ويجين: "أعتقد الآن أن الاهتمام يتزايد، والوعي بالإمكانيات يتزايد ، لكل مجتمع فرص مختلفة".