در حالی که من نمیتوانم آب و هوا را تغییر دهم (به هر حال هنوز نمیتوانم)، فکر کردن به اینکه بسیاری از ما چقدر روی دما در بیشتر مناطق زندگیمان کنترل داریم، عجیب است. میتوانیم ترموستات را دقیقاً روی 72 درجه فارنهایت تنظیم کنیم، دوش آب گرم بگیریم و حتی در یک روز سرد وارد ماشین گرم شویم.
اما عرصه دیگری وجود دارد که در آن تسلط ما بر کنترل دما کمتر قابل مشاهده است، اما مسلماً حتی مهمتر: فرآیندهای تولیدی که بلوکهای ساختمانی زندگی ما را میسازند. وجود گرما بر حسب تقاضا برای ساخت… تقریباً همه چیز ضروری است.
مشکل این است که کنترل دما در صنعت از لحاظ تاریخی بر سوختهای فسیلی مانند زغال سنگ و گاز طبیعی متکی بوده است و این کمی کابوس آب و هوایی است: گرمای صنعتی به تنهایی مسئول حدود 20 درصد از انتشار گازهای گلخانهای در سطح جهان است. تعداد فزایندهای از مردم به دنبال راههای جدیدی برای استفاده از ترموستاتهای صنعتی هستند، بنابراین بیایید نگاهی بیندازیم که چه فناوریهایی روی میز هستند و از اینجا به کجا میرویم.
گرم شدن
وقتی می گویم گرما در همه جا در صنعت و تولید استفاده می شود، منظورم است هر کجا. اما آنچه به نظر می رسد می تواند بسیار متفاوت باشد.
برخی از صنایع مانند صنایع غذایی و کاغذسازی به دمای نسبتاً پایینی نیاز دارند. برای مثال، افزایش عمر ماندگاری شیر با از بین بردن حشرات مضر از طریق پاستوریزاسیون، مستلزم رساندن آن به دمای زیر 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت) است. از سوی دیگر، ساخت فولاد میتواند نیاز به دمای 1500 درجه سانتیگراد (2700 درجه فارنهایت) داشته باشد تا آهن را ذوب کند و واکنشهای شیمیایی را آغاز کند که فلز را تقویت میکند.
در مجموع سه چهارم کل انرژی مصرفی در فرآیندهای صنعتی به صورت گرما و تنها یک چهارم آن برق است. بنابراین، در حالی که بسیاری از ما بر نحوه تمیز کردن شبکه برقی که خانههایمان و تعداد فزایندهای از وسایل نقلیهمان را تامین میکند تمرکز کردهایم، صنعت کار بزرگتری در پیش رو خواهد داشت تا بتواند تقاضای گرمایش خود را برطرف کند.
در سپتامبر 2022، وزارت انرژی ایالات متحده برنامه ای به نام شات حرارتی صنعتی را اعلام کرد که هدف آن توسعه فناوری هایی برای گرمای صنعتی است که انتشار گازهای گلخانه ای را حداقل 85 درصد تا سال 2035 کاهش می دهد.
آنچه من فکر می کنم در اینجا واقعاً جالب است این است که از آنجایی که صنایع مختلف به طیف وسیعی از گرما نیاز دارند، ما می توانیم شاهد توسعه یک دسته کامل از فناوری ها باشیم.