استخدمت الولايات المتحدة بشكل أساسي معدات تعمل بالغاز والنفط لتدفئة المساحات وإمدادات المياه الساخنة لسنوات عديدة ، لكنها تقوم الآن بتحول حاسم إلى تسخين المضخات الحرارية الكهربائية وإمدادات المياه الساخنة ، لمواجهة ارتفاع أسعار الطاقة وتحقيق الكربون الحياد.
تقوم إدارة بايدن هاريس باستثمارات جانب الطلب لتحفيز القدرة على تصنيع المضخات الحرارية وتطوير القوى العاملة ، واستثمارات جانب العرض لمساعدة المستهلكين على جني فوائد اقتصاد الطاقة النظيفة ، من خلال قانون الحد من التضخم (IRA) ، والبنية التحتية للحزبين. القانون وقانون الإنتاج الدفاعي والبرامج الأخرى المتوافقة.كواحد من أحدث الاستثمارات ، في 18 أبريل ، أعلنت وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) عن تفويض بقيمة 250 مليون دولار أمريكي لتمويل برنامج قانون إنتاج دفاع المضخات الحرارية ، المتضمن في إعلانات فرص تمويل البنية التحتية للطاقة النظيفة التابعة لوزارة الطاقة.
بالإضافة إلى سياسات الحكومة الفيدرالية هذه ، سنت ولايات كاليفورنيا وماساتشوستس ودول أخرى لوائح لتشجيع التحول من معدات التدفئة وإمدادات المياه الساخنة من نوع الاحتراق إلى معدات التدفئة من نوع المضخات والتزويد بالمياه.في 2 مايو ، أقر مجلس الشيوخ والبرلمان في نيويورك ميزانية الدولة ، والتي تحتوي على بند يحظر مواقد وأفران الطهي بالغاز بالإضافة إلى تسخين البروبان في معظم المباني السكنية الجديدة.
في هذا السياق ، في 4 أبريل ، تم عقد أول طاولة مستديرة للبيت الأبيض حول تصنيع ونشر المضخات الحرارية.تمت دعوة المديرين التنفيذيين من الشركات المصنعة للمضخات الحرارية بما في ذلك Carrier و Daikin و LG والجمعيات الصناعية مثل معهد تكييف الهواء والتدفئة والتبريد (AHRI) والموزعين وقادة العمل للمناقشة مع المسؤولين الإداريين حول الطرق التي ستتوسع بها الاستثمارات الحكومية صناعة تصنيع المضخات الحرارية في الولايات المتحدة وبناء خط أنابيب من العمال المهرة لتلبية الطلب المتزايد على المضخات الحرارية في جميع أنحاء البلاد.
سوق ATA Heat Pump
في الولايات المتحدة ، تُستخدم المضخات الحرارية من الهواء إلى الهواء (ATA) بشكل أساسي لتدفئة المساحات بدلاً من المضخات الحرارية من الهواء إلى الماء (ATW).وفقًا لبيانات الشحن الأمريكية الصادرة عن AHRI ، زادت شحنات المضخات الحرارية من ATA من حوالي 2.92 مليون وحدة في عام 2018 إلى حوالي 4.33 مليون وحدة في عام 2022 ، بزيادة قدرها 48٪ تقريبًا في خمس سنوات.من ناحية أخرى ، ارتفعت أفران الهواء الدافئ بالغاز ، والتي تُستخدم بشكل شائع لتدفئة المساحات في الولايات المتحدة ، من حوالي 3.42 مليون وحدة في عام 2018 إلى حوالي 3.87 مليون وحدة في عام 2022 ، مما يشير إلى معدل نمو لمدة خمس سنوات بنحو 13٪ ، التي ظلت منخفضة مقارنة بمضخات الحرارة ATA.كما يتضح من الشكل 1 ، بدأت شحنات المضخات الحرارية ATA تنافس شحنات أفران الهواء الدافئ بالغاز اعتبارًا من عام 2020 ، مما أدى إلى توسيع الفجوة إلى أكثر من 0.46 مليون وحدة في عام 2022.
في المناطق الباردة من الولايات المتحدة ، لا تتمتع مضخات الحرارة ATA وحدها بقدرة تسخين كافية ، لذلك غالبًا ما تستخدم أفران الغاز والنفط والغلايات معًا.للتغلب على هذه المشكلة ، يعمل العديد من المصنّعين حاليًا على تطوير منتجات المضخات الحرارية ATA مع وظائف تسخين محسّنة للمناطق الباردة في إطار تحدي تكنولوجيا المضخات الحرارية للمناخ البارد (CCHP) التابع لوزارة الطاقة.
سوق مضخة الحرارة ATW
تُستخدم مضخات الحرارة ATW بشكل أساسي لتسخين المياه ، وليس لتسخين الأماكن ، في الولايات المتحدة.ومع ذلك ، لا تزال سخانات المياه التي تعمل بالغاز والنفط هي السائدة ، وهناك طلب ضئيل على سخانات المياه بمضخات الحرارة (HPWHs).اعتبارًا من عام 2020 ، شكلت سخانات المياه بالمضخات الحرارية 2٪ فقط من السوق الإجمالي ، وفقًا لتقرير شحن وحدة Energy Star وتغلغل السوق ، 2016-20 تقارير من وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA).
ومع ذلك ، فقد تضاعف حجم السوق في السنوات الخمس من 2016 إلى 2020. وعلى وجه التحديد ، زاد الاستهلاك الظاهري للوحدات المعتمدة من Energy Star 5 من 52000 وحدة في عام 2016 إلى 104000 وحدة في عام 2020 كما هو موضح في الشكل 2. بالإضافة إلى ما يقرب من 7.5 مليون ماء يتم استبدال السخانات كل عام وفقًا لأبحاث مبادرة تسخين المياه المتقدمة (AWHI).
قامت لجنة التجارة الدولية الأمريكية (USITC) بتحليل عوامل النمو السريع لسخانات المياه بالمضخات الحرارية: زيادة في بناء المنازل الجديدة ، وقوانين ومتطلبات كفاءة الطاقة الجديدة ، والمزيد من الحوافز من الشركات المصنعة وشركات المرافق المختلفة ، وتفضيلات العملاء لمنتج أكثر كفاءة و / أو واحدة بتكلفة تشغيل أقل.
زودت AO Smith و Rheem أكثر من 70 ٪ من إجمالي سوق سخانات المياه بمضخات الحرارة في الولايات المتحدة في عام 2020 من مصانعها المكسيكية ، وتقدم أكثر نماذج سخانات المياه ذات المضخات الحرارية المعتمدة من Energy Star ، وفقًا لـ USITC.بالإضافة إلى هؤلاء اللاعبين الراسخين ، هناك وجوه جديدة في الصناعة.
في المائدة المستديرة بالبيت الأبيض المذكورة أعلاه ، تم الترحيب بسياسات الحكومة لتعزيز المضخات الحرارية ، بما في ذلك الإعانات ، ولكن أثيرت قضايا مثل قلة الوعي بالمضخات الحرارية بين المستهلكين والمركبين ونقص المهندسين.إذا عمل القطاعان العام والخاص معًا للتغلب على هذه التحديات ، فإن التوسع في سوق المضخات الحرارية في الولايات المتحدة سوف يتسارع أكثر.
الوقت ما بعد: 31 مايو - 2023