建物の暖房に使われる熱の膨大な量が毎日無駄になっており、この熱を回収して再利用する方法を見つければ、排出量を大幅に削減できる可能性があります。
すでに一部のデータセンターでこれが実現しており、そこで発生した熱をプールの加温に振り向けています。
熱を再利用できる方法の例を7つご紹介します。
建物内の空間および水の暖房は、世界で消費されるエネルギー全体の約44％を占めており、この数値は国際エネルギー機関の推計によるものです。この熱は依然として圧倒的に化石燃料の燃焼で生み出されており、気候変動を引き起こす炭素排出の巨大な発生源となっています。しかし、毎日どれほど多くの熱が無駄になっているかをご存じでしょうか。その回収と再利用の方法を見つければ、排出量を大幅に削減できる可能性があります。
一般的なガソリン車やディーゼル車を考えてみましょう。エンジンは動力を生み出すと同時に余分な熱を発生させ、それをラジエーターが取り除きます。この熱はほとんど無駄になりますが、冬には風防ガラスや乗員を暖める役に立ちます。電力網に電気を供給する発電機も同様の仕組みで動いており、その余剰熱は代わりに建物の暖房に振り向けられる可能性があります。英国には、必要なときに電力網へ電力を供給するために待機している多くのガスエンジンが待機しており、必要に応じて電力網に電力を供給しています。私は、熱を接続したチームの一員でした。対象はガス発電機から建物の中央暖房システムへの熱です。
熱電併給の考え方は新しいものではありません。ノッティンガムでは、同市の地域暖房ネットワーク向けのエネルギーと一部の電力が廃棄物焼却施設から供給されています。これによって埋立処分される廃棄物の量も減ります。しかし、再利用を待つ熱がどれほど大量に存在しているかに気づけば、暖房の脱炭素化という課題もそれほど手強いものには思えなくなります。ここに7つの例をご紹介します。
1. データセンター
データを処理するコンピューターは熱を持ちます――ノートパソコンの底面に触れてみるだけでも分かります。データセンターは、オフィスビル全体のITサーバーを収容することもある、多数のコンピューターが並ぶ部屋です。発生した熱は取り出されて廃棄されるのが一般的で、その多くはエネルギー消費の大きいエアコンによって行われます。
他の地域では、データセンターが「デジタルボイラー」としてプールの加温に利用されてきました。多くの場合、2つの建物の間に配管が通っており、そこを冷水が流れてデータセンターのサーバーを冷却します。温められた水は次にポンプで戻され、プールを温めます。
2. アイススケートリンク
信じがたいかもしれませんが、人工的に冷却されるアイススケートリンクはどれも大量の熱を発生させます。これは、滑走する氷を凍った状態に保つ冷凍サイクルによるものです。この仕組みは、家庭の冷凍庫と同じように考えられます。たとえば製氷用のトレイのように室温の物を冷凍庫に入れると、熱は取り出されて水を凍らせ、冷凍庫の外へ送り出されます。この間、冷凍庫の側面や背面が温かくなるのを感じられるでしょう。
データセンターと同様に、この熱は水を循環させ、配管を通じて建物内の他の部分や近隣の建物へ送ることで回収できます。
3. キッチンとバスルーム
多くの家庭では、換気扇や窓によってキッチンやバスルームの蒸気を排出しています。特定の種類の換気システムを使えば、代わりにこの湿った空気から熱を回収し、暖房に必要なエネルギーを減らせます。この方法によって、23～56％のエネルギー料金を節約できると推定されています。ただし、これは壁や屋根裏の断熱などの他の省エネ対策と組み合わせた場合のものです。
世界経済フォーラムはエネルギー転換をどのように推進しているのでしょうか？
エネルギー・素材センターは、エネルギー、素材、産業システムを再構築している複雑な転換を理解するために、リーダーたちを結びつけます。エネルギー安全保障、手頃な価格、持続可能性がどのように交わるかを検討するためのプラットフォームを提供しています。
価値連鎖と地域を越えた協働を通じて、同センターは、安全で低炭素かつ公正な転換に向けた実践的なソリューションを中心にパートナーが足並みをそろえるための共通の道筋を可能にしています。
4. 下水・排水処理施設
下水および水処理施設では、大量の熱が発生しており、これは汚泥内の有機物のコンポスト化によって生じます（温度は70°Cに達することもあります）。この余剰熱は、直接または熱ポンプを介して再利用できます。
5. 河川と海水
熱ポンプは、台所の冷蔵庫と似た仕組みで動きます。冷蔵庫では、中の食品や飲料から熱を取り出し、外に放出します。河川や海水の温度は、空気よりも日々や季節ごとの変化が小さいため、熱ポンプは、この安定した水温を冬季の暖房源や夏季の冷房源として利用できます。冷蔵庫の中の水のボトルを河川の水と考え、冷蔵庫の外に送り出される熱を家屋の暖房源と考えてみてください。
6. 浸水した炭鉱
炭鉱の水はさらに効率的な解決策を提供します。地中温度は、深さ1メートルより深くなるとほとんど変化しません。さらに深い所では、温度は実際に上昇します。放棄された炭鉱には、雨水や地下水位からのぬるい水が溜まる傾向があり、英国ではオリンピック用プール40万個分に相当する水がこれらの炭鉱に貯留されており、いずれもほぼ一定の温度に保たれています。冬季の厳しい寒さの時期には、この温かい水が、熱ポンプを介して建物に供給できる適切な熱源となります。
7. あなた
平均的な人体は安静時に約100ワットの熱を放出しています。運動時にはその熱が1,000ワットに達することもあり、これは1リットルの水を6分で沸騰させられるほどの量です。
人々が屋内に集まると、放出される熱が蓄積され始めます。混雑した公共の場所の熱は、同じ建物の他の部分や隣接する建物の暖房に利用できます。
赤外線画像は、私たちの人生の多くを過ごす建物から、通常どれほどの熱が失われているかを明らかにします。断熱や本稿で取り上げた技術と組み合わせれば、人類は追加のエネルギー源に頼ることなく暖房需要の大部分を満たすことができ、気候変動を招く最大の排出源の一つを削減できるでしょう。
