ما هو الاقتصاد الحراري؟

يُعرّف الاقتصاد الحراري على أنه تطبيق المبادئ الديناميكية الحرارية على الاقتصاد ، وكذلك تطبيق مبادئ الاقتصاد على التصميم الفعال للعمليات الهندسية والصناعية. يحلل الاقتصاد الحراري اقتصاديات توليد الطاقة من وجهة نظر خارجية ، حيث يتوفر exergy طاقة عمل. يعتمد علم الاقتصاد الحراري على افتراض أن الطاقة هي الأساس المنطقي الوحيد لبناء دالة تقدير التكاليف. يطبق الاقتصاد الحراري إجراءات المحاسبة الهندسية على معلمات التشغيل وكفاءة exergy وتسعير محتوى الطاقة المحدد لتيار ما. وبالتالي ، يعد علم الاقتصاد الحراري أداة قيمة في تقييم العمليات الصناعية ودورات الإنتاج.

تاريخ الاقتصاد الحراري

تم استكشاف فكرة ربط الطاقة وتدفقات التكلفة لأول مرة في أعقاب الحرب العالمية الثانية من قبل بنديكت ومحاضرين أمريكيين آخرين ومنظرين اقتصاديين ، لكن تم رفضها إلى حد كبير حتى أوائل الثمانينيات. في الستينيات ، اقترح باحثون مستقلون التطبيق المشترك لتحليل exergy والاقتصاد الهندسي الذي ركز على صياغة التفاعل بين التكلفة والكفاءة. تم استخدام مصطلحي "الاقتصاد الخارجي" في أوروبا و "الاقتصاد الحراري" في الولايات المتحدة بشكل متبادل كالمعنى نفسه. تم استخدام مصطلح الاقتصاد الحراري من قبل البروفيسور مايرون تريبوس في محاضراته وتم تطوير العلاقة بين التكلفة والطاقة خلال دراسة عملية تحلية المياه حيث ارتبط تدفق المال وتكلفة الوقود وتكاليف التشغيل مع exergy لكل تيار.

بدأ التطبيق القوي للاقتصاد الحراري في تحليل النظم الحرارية وتحسينها وتصميمها في الثمانينات. تم إجراء المزيد من الأبحاث ونشرت مواد عن الاقتصاد الحراري وعرضت النظريات. واحدة من هذه النظريات تشمل نظرية نظرية Exergy. تم عقد مؤتمرات واجتماعات حول الكفاءة والتكلفة والتحسين ومحاكاة أنظمة Exergy. أظهرت مبادرات مثل مشروع CGAM في عام 1993 كيف يمكن تطبيق إجراءات مختلفة لحل المشكلة المحددة مسبقًا لدورة التوربينات الغازية. بدأ مشروع TADEUS في عام 2001 بهدف تطبيق عمليات متنوعة من مجموعة متنوعة من الباحثين في تحليل الاقتصاد الحراري للكشف عن أعطال نظام الطاقة وعدم الكفاءة.

التطبيقات العملية للاقتصاد الحراري

تم استخدام علم الاقتصاد الحراري في البيئة الصناعية بهدف تحويل العمليات الصناعية الخطية إلى أنظمة حلقة مغلقة تشبه النظم الإيكولوجية الطبيعية. ويهدف هذا التطبيق إلى تطوير النظم الصناعية المستدامة حيث يتم التعامل مع معالجة النفايات بكفاءة وفعالية من حيث التكلفة. كما تم استخدام علم الاقتصاد الحراري في تحديد أوجه القصور وإمكانية توفير الطاقة في مصانع الإنتاج الفردية.

أهمية الاقتصاد الحراري

الاقتصاد الحراري هو مفهوم متعدد الاستخدامات يسمح بتنفيذه في الأنظمة المعقدة من خلال توفير نهج منتظم وعام لتحليل أنظمة التصميم. كونه وسيلة لخفض التكاليف بمساعدة exergy ، الاقتصاد الحراري يعطي معلومات لتصميم محطات تحويل الطاقة فعالة من حيث التكلفة. كما أصبح تقييم التصميم وتحسينه ممكنًا وبالتالي يمكن إجراء تحسينات من خلال مناهج اقتصادية حرارية مختلفة. يزود الاقتصاد الحراري المصممين بمعلومات تتعلق بعملية تكوين التكاليف ، وكذلك التفاعلات بين الديناميكا الحرارية والاقتصاد وبين المكونات النباتية المختلفة ، وكلها مهمة لتحسين تصاميم نظام الطاقة.

أمثلة على استخدام علم الاقتصاد الحراري في السوق

تم استخدام علم الاقتصاد الحراري في تحليل محطات إزالة كربونات الوقود وثاني أكسيد الكربون ، وبالتالي في تقليل الآثار البيئية الناتجة عن زيادة تركيز انبعاثات غازات الدفيئة العالمية والتي تعتبر على نطاق واسع مسؤولة عن الاحترار العالمي. وبالتالي ، يعد علم الاقتصاد الحراري عملية عملية ، إذا ما طبقت ، فإنها تعطي نتائج إيجابية تتراوح من العمليات الصناعية المستدامة والصديقة للبيئة إلى وسيلة فعالة من حيث التكلفة لاستخدام الطاقة.