سخانات الغاز تتفوق على الكهربائية في كفاءة الطاقة والانبعاثات

يُعد سخان المياه من الأجهزة المنزلية الأكثر استهلاكًا للطاقة، ويختلف حجم الاستهلاك باختلاف نوع السخان وآلية عمله. وبين السخانات الكهربائية وسخانات الغاز، تبرز فروق جوهرية تتعلق بكفاءة التشغيل وتكاليف الاستخدام والانبعاثات الكربونية.

السخانات الفورية تتفوق على سخانات التخزين

أوصى خبراء موقع "ذا ستريتس تايمز" السنغافوري باستخدام السخانات الفورية بدلًا من سخانات التخزين، ورجحوا تركيب سخانات الغاز للأسر التي تتوافر لديها شبكة إمداد بالغاز، بدلًا من السخانات الكهربائية المزودة بخزان.

يرجع ارتفاع استهلاك سخانات المياه الكهربائية المزودة بخزان إلى فقدان جزء من الحرارة أثناء تخزين المياه، نتيجة اختلاف درجة حرارة المياه الساخنة عن درجة حرارة البيئة المحيطة، وهي ظاهرة تعرف بـ "فقدان الحرارة في وضع الاستعداد". وأوضح ألفين إي، الباحث في معهد دراسات الطاقة بجامعة سنغافورة الوطنية، أن العزل الحراري يقلل هذا الفقد لكنه لا يمنعه تمامًا، ما يعني استمرار استهلاك الطاقة للحفاظ على سخونة المياه حتى في أوقات عدم الاستخدام.

في المقابل، تتجنب سخانات الغاز الفورية هذا الفقد، لأنها تسخن المياه عند فتح الصنبور مباشرة، بدلًا من الاحتفاظ بكمية من المياه الساخنة داخل خزان لفترات طويلة.

مشكلة درجات الحرارة في السخانات الكهربائية

تضبط درجة حرارة المياه المخزنة في السخانات الكهربائية عادة عند نحو 50 درجة مئوية أو أعلى للحد من نمو البكتيريا، بينما تتراوح درجة الحرارة المفضلة للاستحمام بين 35 و40 درجة مئوية. يتطلب الحفاظ على المياه عند الدرجات المرتفعة استهلاكًا إضافيًا للطاقة، كما تستلزم عملية الاستحمام خلط المياه الساخنة بمياه غير مسخنة للوصول إلى الدرجة المناسبة، ما يضيف إلى الفارق بين الطاقة المستخدمة في التسخين والاحتياج الفعلي.

تسخن السخانات الفورية، سواء العاملة بالغاز أو الكهرباء، المياه وقت الاستخدام وبالقدر اللازم للوصول إلى الدرجة المطلوبة، دون الحاجة إلى تخزينها ساخنة طوال اليوم.

انبعاثات كربونية أقل لسخانات الغاز

أظهرت دراسة أجرتها جامعة سنغافورة الوطنية بتكليف من شركة "سيتي إنرجي" الموردة للغاز الطبيعي، أن سخانات الغاز تنتج نحو 0.19 كيلوجرام من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوواط/ساعة، أي ما يقارب نصف الانبعاثات الناتجة عن سخانات المياه الكهربائية.

أشارت الدراسة، التي أجراها الأستاذ المشارك لي سيو إيانج، إلى أن سخانات الغاز تنتج نحو 80 كيلوجراما من الكربون سنويا لكل مستخدم، مقابل نحو 400 كيلوجرام من سخانات التخزين الكهربائية. ويرتبط هذا الفارق بتركيبة الغاز المستخدم في سنغافورة، إذ يحتوي الغاز المنقول عبر الأنابيب على نسبة مرتفعة من الهيدروجين إلى جانب الميثان، ما يخفض كثافة انبعاثاته الكربونية مقارنة بالكهرباء المنتجة من الغاز الطبيعي في شبكة الكهرباء السنغافورية.

تعكس هذه الأرقام ظروف إنتاج الطاقة ومزيج الوقود في سنغافورة، ولا يمكن تعميمها على جميع الدول، إذ تختلف الانبعاثات الناتجة عن تشغيل السخانات الكهربائية بحسب مصادر توليد الكهرباء في كل دولة.

بدائل عالية الكفاءة: المضخات الحرارية والطاقة الشمسية

تتميز سخانات المياه الكهربائية العاملة بالمضخات الحرارية بكفاءة أعلى من السخانات الكهربائية التقليدية، لأنها تنقل الحرارة من الهواء المحيط إلى المياه بدلًا من توليد الحرارة مباشرة باستخدام الكهرباء. لكن حجم هذه الأجهزة ومتطلبات تركيبها قد يحدان من انتشارها، إذ تحتاج عادة إلى مساحة أكبر ومكان جيد التهوية، كما ترتفع تكاليف تركيبها مقارنة بالأنواع التقليدية.

أما سخانات المياه الحرارية الشمسية، فتعتمد بصورة أساسية على ضوء الشمس لتسخين المياه، وتسجل انبعاثات تشغيلية منخفضة، لكن كفاءتها تتوقف على توافر مساحة مناسبة على سطح المنزل تتعرض لأشعة الشمس بصورة كافية، ما يجعلها أكثر ملاءمة للمنازل المستقلة التي تمتلك أسطحًا خاصة.

معايير اختيار السخان المناسب

ينصح الباحثون بمراعاة عدد أفراد الأسرة وعدد مرات استخدام المياه الساخنة ومواعيد الاستحمام، إلى جانب تكاليف التشغيل والصيانة على المدى الطويل، بدلًا من الاعتماد على سعر شراء السخان وحده.

تعد السخانات الكهربائية الفورية خيارًا عمليًا لكثير من المنازل، خاصة أنها لا تحتاج إلى مساحة كبيرة مثل بعض سخانات الغاز أو المضخات الحرارية، لكن انبعاثاتها قد تكون أعلى في الدول التي تعتمد على الوقود الأحفوري في توليد الكهرباء. وأشار ألفين إي إلى أن الفارق في الانبعاثات بين سخانات الغاز والكهرباء قد يتقلص مستقبلًا مع تطوير تقنيات التسخين وتحسين العزل الحراري، لكنه أكد أن سخانات الغاز تظل أقل انبعاثًا للكربون مقارنة بالسخانات الكهربائية التقليدية المزودة بخزانات.