Pam Haba Industri Korea Selatan Berkembang Melepasi Piawaian Pengujiannya

Cadangan 600 RT berdepan pasaran yang sudah menggunakan mesin 1,000 RT

Piawaian kebangsaan yang dicadangkan Korea Selatan bagi pam haba sumber air akan meliputi peralatan dengan kapasiti pemanasan dan penyejukan berkadar sehingga 2,110 kilowatt, kira-kira 600 tan penyejukan (RT). Namun, Korea World Trade Center sudah memasang sistem kelas 1,000 RT, yang disifatkan sebagai pam haba sumber air pertama negara itu dengan kapasiti sedemikian. Peralatan berkapasiti 1,000 RT atau lebih juga mula digunakan dalam industri termasuk pembuatan kertas.

Cadangan Agensi Teknologi dan Piawaian Korea itu akan memperluas skop sedia ada, iaitu kira-kira 150 RT, sebanyak empat kali ganda. Namun, hadnya masih jauh di bawah kapasiti mesin yang kini dipasang. Unit 1,000 RT kira-kira 67% lebih besar daripada had maksimum 600 RT yang dicadangkan, sekali gus mewujudkan jurang besar antara skop piawaian dengan keputusan pembelian sebenar.

Ketidakpadanan itu penting ketika kerajaan menggalakkan penggunaan pam haba untuk menghasilkan haba industri yang lebih bersih dan memenuhi keperluan bangunan besar di bawah inisiatif peralihan hijau K-GX. Pembeli memerlukan bukti kecekapan dan penggunaan elektrik yang boleh dibandingkan sebelum membuat komitmen terhadap peralatan, infrastruktur bekalan kuasa dan kerja pembinaan. Tanpa rangka kerja pengujian bersama bagi mesin yang lebih besar ini, keputusan sedemikian lebih sukar disahkan.

Masalah ini mempunyai sejarah yang jelas. Program penyelidikan yang dilancarkan pada Oktober 2020 bertujuan membangunkan pam haba sumber air 500 RT, berserta piawaian teknikal dan sistem pensijilan. Laporan mengenai program itu pada September 2022 menyatakan bahawa ketiadaan kriteria ujian bagi kapasiti melebihi 530 kilowatt, kira-kira 150 RT, menjadi penghalang kepada penggunaan peralatan besar yang diperakui.

Cadangan baharu itu akan meningkatkan had tersebut dengan ketara. Persoalan utamanya ialah sama ada had 600 RT mampu memenuhi keperluan pasaran yang sudah melepasi skala sasaran penyelidikan terdahulu.

Maksud sebenar angka kapasiti

Tan penyejukan mengukur kapasiti terma, bukannya berat peralatan. Angka yang digunakan dalam piawaian yang dicadangkan, iaitu 2,110 kilowatt dan kira-kira 600 RT, menerangkan jumlah pemanasan atau penyejukan yang boleh dihasilkan oleh mesin. Angka itu tidak bermaksud mesin tersebut menggunakan 2,110 kilowatt elektrik.

Perbezaan itu penting bagi pembeli industri. Pam haba menggunakan elektrik untuk memindahkan haba, bukannya menghasilkan semua haba bergunanya secara langsung melalui rintangan elektrik. Keperluan elektriknya bergantung pada kecekapan dan keadaan operasi, termasuk suhu air sumber serta suhu yang diperlukan oleh bangunan atau proses industri.

Oleh itu, dua mesin dengan kapasiti terma berkadar yang sama boleh mempunyai keperluan elektrik yang berbeza. Perbandingan yang adil memerlukan keadaan ujian yang setara dan takrifan jelas tentang peralatan yang termasuk dalam pengukuran. Penarafan kapasiti sahaja tidak dapat menentukan bekalan elektrik yang diperlukan sesebuah tapak.

Piawaian yang dicadangkan itu melibatkan sistem yang memindahkan haba antara sumber air dengan litar air yang membekalkan bangunan atau proses. Dengan sendirinya, ia tidak menyelesaikan jurang piawaian berasingan yang dikenal pasti bagi pam haba sumber udara industri bersaiz besar. Mesin tersebut mengambil haba daripada udara dan memerlukan kaedah ujian yang sesuai dengan keadaan operasinya sendiri.

Bagaimana jurang pensijilan terbentuk

Pada 2022, pam haba sumber air belum mempunyai kriteria pensijilan khusus. Sebaliknya, kriteria pemasangan menggunakan piawaian yang dibangunkan untuk pam haba sumber tanah, yang memindahkan haba dengan tanah. Piawaian berkaitan ialah KS B 8292, KS B 8293 dan KS B 8294.

Skopnya berbeza mengikut jenis peralatan. KS B 8292 meliputi sistem yang memindahkan haba antara litar air sehingga 530 kilowatt. KS B 8293 meliputi sistem yang memindahkan haba antara air dengan udara sehingga 175 kilowatt, manakala KS B 8294 meliputi sistem berbilang unit air dan udara sehingga had 175 kilowatt yang sama.

Perbezaan itu bermakna angka 150 RT tidak boleh ditafsirkan secara mudah sebagai had bagi setiap kategori pam haba. Kira-kira 150 RT ialah had yang berkaitan dengan peralatan litar air yang dibincangkan dalam program penyelidikan pam haba sumber air bersaiz besar. Kategori lain mempunyai had yang lebih rendah.

Ketiadaan kriteria ujian melebihi had tersebut, seperti yang dilaporkan, menyebabkan peralatan besar yang diperakui pada praktiknya tidak tersedia menerusi rangka kerja yang diterangkan pada 2022. Ini tidak bermakna mesin lebih besar tidak boleh dibuat atau dipasang. Pemasangan 1,000 RT yang dilakukan kemudian menunjukkan perbezaan antara penggunaan teknologi dengan liputannya di bawah sistem pensijilan domestik bersama.

Program penyelidikan yang menyasarkan 500 RT

Usaha pembangunan terdahulu diketuai oleh Korea Water Resources Corporation, dengan sokongan Kementerian Perdagangan, Industri dan Tenaga serta Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning. Sebanyak 11 organisasi menyertainya, termasuk Korea Institute of Energy Research dan Korea Refrigeration and Air Conditioning Assessment Center.

Program itu dijadualkan berlangsung selama 39 bulan, dari Oktober 2020 hingga Disember 2023. Objektifnya termasuk teknologi pertukaran haba air sungai, pam haba besar yang menggunakan bahan pendingin dengan kesan alam sekitar lebih rendah, sistem yang menggabungkan penyimpanan terma dengan pemanasan dan penyejukan, serta piawaian teknikal dan pensijilan bagi peralatan besar.

Mesin 500 RT yang disasarkan mencerminkan jangkaan permintaan pada masa itu, ketika penggunaan pemanasan dan penyejukan sumber air mula berkembang. Kritikan terkini terhadap cadangan 600 RT ialah had itu masih berasaskan penyelidikan yang dijalankan empat tahun sebelumnya, sedangkan pelanggan kini memasang mesin dua kali ganda saiz sasaran pembangunan asal tersebut.

Perkembangan ini menunjukkan perubahan dasar dan pasaran peralatan:

• Oktober 2019: Pindaan kepada dekri penguatkuasaan Akta Penggalakan Pembangunan, Penggunaan dan Penyebaran Tenaga Baharu dan Boleh Baharu memasukkan haba air sungai dalam rangka kerja tenaga boleh baharu.
• Oktober 2020: Program penyelidikan selama 39 bulan bermula, termasuk pembangunan pam haba 500 RT dan kriteria pensijilan.
• April 2022: Kementerian Alam Sekitar dan Korea Water Resources Corporation menandatangani perjanjian projek perintis dengan lapan institusi yang melibatkan sembilan bangunan.
• 19 September 2022: Program penyelidikan dilaporkan masih berjalan, dengan kriteria ujian melebihi kira-kira 150 RT dikenal pasti sebagai satu masalah.
• Disember 2023: Tarikh program itu dijadualkan selesai.
• Perbahasan piawaian terkini: Had maksimum kira-kira 600 RT yang dicadangkan dipersoalkan kerana pemasangan kelas 1,000 RT sudah digunakan.

Pemasangan di Korea World Trade Center dilaporkan berlaku pada tahun sebelum laporan terkini itu, tetapi tarikh penerbitan laporan tersebut tidak dinyatakan. Tahun kalendar pemasangan itu tidak dapat dipastikan berdasarkan keterangan tersebut sahaja. Tarikh tamat program penyelidikan yang dijadualkan juga tidak mengesahkan bila objektif pensijilannya diselesaikan atau diterima pakai.

Mengapa pembeli memilih mesin yang lebih besar dan lebih sedikit

Pam haba besar menarik atas sebab yang melangkaui kapasiti berkadarnya. Penggunaan mesin yang lebih sedikit boleh mengurangkan ruang yang diperlukan di bilik mekanikal serta jumlah paip air, injap dan unit berasingan yang perlu diselenggara. Pertimbangan ini penting di bangunan besar, yang ruang loji mekanikalnya perlu bersaing dengan kegunaan lain.

Program pembangunan 2022 menjangkakan bahawa banyak tapak projek perintis memerlukan kapasiti pemanasan atau penyejukan melebihi 530 kilowatt. Memenuhi keperluan itu dengan banyak unit lebih kecil dijangka meningkatkan ruang pemasangan dan merumitkan penyelenggaraan.

Peralatan lebih besar juga berbeza dari segi pembinaannya. Pam haba lebih kecil lazimnya menggunakan pemampat salingan atau skrol. Apabila kapasiti meningkat, pengeluar mungkin menggunakan pemampat skru atau pemampat emparan, yang memampatkan bahan pendingin menggunakan pendesak yang berputar pantas.

Sistem sumber air besar yang diterangkan dalam laporan penyelidikan menggunakan penukar haba berasingan untuk menghasilkan air panas dan sejuk. Daripada membalikkan aliran bahan pendingin untuk bertukar antara pemanasan dengan penyejukan, sistem ini memilih litar air yang sesuai menerusi injap. Ini membolehkan setiap penukar haba direka khusus untuk tugasnya.

Penggunaannya boleh merangkumi pemanasan dan penyejukan bangunan, penyejukan pusat data, penyimpanan sejuk, pemanasan rumah hijau, serta penghasilan air panas dan wap. Ini ialah contoh kegunaan pam haba besar, bukannya bukti bahawa setiap kegunaan tersebut sudah mempunyai pemasangan 1,000 RT di Korea Selatan. Keperluan suhu yang berbeza membantu menjelaskan mengapa mesin besar sering direka dan dibuat mengikut keperluan pelanggan tertentu.

Perancangan bekalan elektrik bergantung pada data prestasi yang boleh dipercayai

Kesan paling segera daripada jurang piawaian itu ialah ketidakpastian dalam proses perolehan. Pembeli perlu tahu sama ada mesin yang bersaing menghasilkan jumlah pemanasan atau penyejukan berguna yang sama sambil menggunakan jumlah elektrik yang setanding. Tanpa keadaan ujian yang konsisten, perbezaan dalam spesifikasi produk mungkin mencerminkan andaian pengukuran yang berbeza, selain perbezaan prestasi peralatan.

Ketidakpastian itu turut melibatkan infrastruktur elektrik di tapak. Pemasangan besar mungkin memerlukan peralatan bekalan kuasa tambahan serta penilaian infrastruktur yang menyalurkan elektrik daripada grid. Anggaran permintaan elektrik mempengaruhi skala penaiktarafan dan bajet pemasangan.

Kapasiti terma tidak boleh menggantikan penilaian ini. Kilang yang memilih mesin 1,000 RT memerlukan maklumat tentang penggunaan elektrik pada suhu dan beban yang diperlukan prosesnya. Kecekapan pam haba juga hanya sebahagian daripada pengiraan apabila air perlu dialirkan melalui rangkaian paip yang luas.

Wakil industri menggesa agar kemas kini piawaian dipercepat untuk menyokong perolehan awam, projek demonstrasi dan pemasangan swasta berskala besar. Hujah mereka ialah pengesahan bersama perlu berkembang seiring permintaan terhadap peralatan, supaya pembeli boleh membandingkan produk sebelum menanggung kos kerja tapak yang tinggi.

Jurang yang dilaporkan itu tidak membuktikan bahawa mesin besar sedia ada berprestasi rendah. Ia menunjukkan ketiadaan asas untuk perbandingan yang seragam. Amaran bahawa keadaan ini boleh melambatkan penggunaan domestik atau eksport industri hijau ialah kebimbangan tentang kemungkinan akibatnya, bukannya bukti kelewatan atau kehilangan jualan yang telah diukur.

Projek perintis menunjukkan potensi, dengan batasan

Perjanjian projek perintis pada April 2022 melibatkan lapan institusi: Samsung Medical Center, WTC Seoul, Mirae Asset Global Investments, Sangju City, NCSoft, Korea Power Exchange, North Chungcheong Province dan South Gyeongsang Provincial Office of Education. Projek mereka melibatkan sembilan bangunan.

Sokongan untuk institusi yang menyertai projek itu meliputi 50% kos peralatan sumber air, termasuk paip air sumber, penukar haba, paip dalaman dan pam haba. Skop ini penting kerana mesin hanyalah satu komponen dalam pemasangan yang berfungsi. Akses kepada sumber air yang sesuai serta kos menyalurkannya ke bangunan boleh mempengaruhi keseluruhan projek.

Bagi sembilan bangunan itu, penggunaan elektrik tahunan untuk pemanasan dan penyejukan diunjurkan turun daripada 101.9 gigawatt jam kepada 65.4 gigawatt jam. Perbezaannya ialah 36.5 gigawatt jam, kira-kira 35.8% daripada jumlah asal. Pengurangan pelepasan gas rumah hijau tahunan diunjurkan sebanyak 19,000 tan.

Angka tersebut ialah unjuran berhubung pengenalan sistem berkenaan, bukannya hasil yang disahkan daripada operasi yang telah selesai. Angka itu menggambarkan manfaat yang dijangka dan mendorong program perintis, tetapi tidak dapat membuktikan penjimatan di setiap tapak industri atau prestasi mesin 1,000 RT masa kini.

Lokasi turut mempengaruhi daya maju ekonomi projek. Kajian 2020 oleh penyelidik kanan Jo Hang-mun mengenai peluasan tenaga sumber air di Seoul mengenal pasti jarak dekat antara sumber air dengan pengguna haba sebagai syarat utama. Jarak yang lebih jauh meningkatkan kos pemindahan air dan pembinaan paip, sekali gus berpotensi melemahkan projek yang sebaliknya menjanjikan.

Perkara yang tidak dapat diputuskan oleh piawaian sahaja

Pam haba sumber air menggunakan suhu air yang agak stabil untuk menyokong pemanasan dan penyejukan. Pada musim sejuk, sistem ini menyerap haba daripada sumber air; pada musim panas, sistem ini boleh memindahkan haba daripada bangunan ke dalam air tersebut. Namun, program penyelidikan itu mengenal pasti beberapa isu teknikal yang perlu ditangani, termasuk suhu sungai yang rendah pada musim sejuk, sisa yang memasuki sistem, kejutan tekanan dalam paip dan kesan alam sekitar daripada air yang dilepaskan.

Reka bentuk pemampat dan pilihan bahan pendingin turut mempengaruhi prestasi. Program itu mengenal pasti keperluan bagi peralatan ujian yang tepat, galas yang boleh diharap untuk pemampat berputar pantas, serta sistem kawalan untuk mengelakkan lonjakan, iaitu keadaan tidak stabil yang boleh mengganggu operasi pemampat. Oleh itu, peluasan julat kapasiti dalam piawaian memerlukan keupayaan pengujian yang sesuai, selain semakan terhadap had angka.

Ekonomi pemasangan melibatkan keputusan dasar yang berasingan. Pada 2022, tenaga sumber air dilaporkan tidak termasuk dalam aturan wajaran yang terpakai bagi sijil tenaga boleh baharu (REC). Pembiayaan kos pemasangan awal, sokongan pembiayaan dan perubahan tarif tenaga turut dikenal pasti sebagai isu. Keterangan itu mencatatkan kebimbangan pada waktu tersebut, bukan penyelesaian terkini terhadapnya.

Peralatan pemanasan sedia ada mungkin memerlukan suhu yang tidak sepadan dengan output pam haba yang dicadangkan. Suhu air, aliran dan keadaan alam sekitar juga perlu dinilai di setiap tapak. Pensijilan boleh menjadikan prestasi peralatan lebih mudah dibandingkan, tetapi tidak menjamin bahawa bangunan atau kilang tertentu sesuai untuk pemasangan tersebut.

Isu segera yang masih belum diselesaikan ialah bagaimana Korea Selatan akan menguji dan memperakui peralatan yang melebihi had 600 RT yang dicadangkan, khususnya mesin berkapasiti 1,000 RT atau lebih. Tiada jadual yang disahkan diberikan bagi peluasan julat itu, dan tiada tarikh akhir rundingan seterusnya atau tarikh penerimaan dinyatakan. Cabaran praktikalnya ialah menyelaraskan matlamat pelaksanaan kerajaan dengan pengesahan yang meliputi mesin yang sudah dibeli pelanggan.

Perkara Utama

• Piawaian pam haba sumber air yang dicadangkan meliputi kapasiti pemanasan dan penyejukan berkadar sehingga 2,110 kilowatt, kira-kira 600 RT.
• Sistem kelas 1,000 RT telah dipasang di Korea World Trade Center, dan peralatan berskala itu mula digunakan dalam pembuatan kertas.
• Had kapasiti yang dicadangkan ialah empat kali ganda had sedia ada, iaitu kira-kira 150 RT, tetapi masih lebih rendah daripada pemasangan besar masa kini.
• Program penyelidikan yang dijadualkan dari Oktober 2020 hingga Disember 2023 menyasarkan mesin 500 RT dan rangka kerja pensijilan.
• Ketiadaan kriteria bersama menyukarkan perbandingan kecekapan, proses perolehan dan perancangan infrastruktur elektrik.
• Sembilan bangunan projek perintis diunjurkan menjimatkan 36.5 gigawatt jam elektrik setahun. Unjuran itu bukan hasil operasi yang telah disahkan.
• Tiada tarikh yang disahkan dinyatakan bagi piawaian domestik yang meliputi peralatan melebihi had 600 RT yang dicadangkan.