Уур амьсгалын өөрчлөлт

Хельсинки хотын цэцэрлэгт хүрээлэнгийн доор, чулуулаг дээрх хагархайд том дулааны насосны шугам хот дахь цэвэрлэсэн хог хаягдлаас болон дүүргийн халаалтын сүлжээнээс буцаж ирсэн усаар дулааныг авч, гэр хорооллыг халаах төвийн халаалтанд оруулдаг. Хотын эрчим хүчний компани Хелен-ийн удирддаг Катри Вала үйлдвэр нь 2017 онд тав том дулааны насосоос 570,000 МВт цаг дулаан үйлдвэрлэж, 2021 онд нэмсэн зургаа дахь нь жилд 200,000 МВт цаг хүртэл нэмэгдэнэ гэж тооцоолжээ; түүний хүчин чадал нь 123 МВт хүрчээ (Wikipedia, Energy in Finland, citing Helen, 2018). Учир нь тэр үед халуун байсан. Энэ нь Балтикийн тэнгист цутгадаг байсан.

Угаасан дулаан бол хамгийн том “энергетикийн эх үүсвэр” хэн ч тоохгүй. A 2016 study estimated that 72% of the world’s primary energy is lost after conversion, mostly as heat, and that 63% of the waste heat streams are below 100 °C (Forman et al., 2016). Хоёрдугаар тоо чухал. Хэт хүйтэн дулаан нь цахилгаан үйлдвэрлэхэд бараг хэрэггүй бөгөөд барилга барихад маш сайн. Энэ хуудас яагаад, түүнийг ашиглахад юу хэрэгтэйг тайлбарладаг.

Энэ юу вэ

Уур амьсгалын өөрчлөлт нь дулааны нөөцийг ашиглах, түүнийг хадгалах, хэмнэх, дахин боловсруулах үйл явцыг тодорхойлдог. It has three common forms:

• Зөвхөн ашиглах. Үйлдвэр, түлшний зуух эсвэл цахилгаан станцаас гаралтай халуун ус эсвэл хий нь дулаан солилцооны хоолойгоор дамжуулан дүүргийн халаалтын сүлжээнд эсвэл өөр процесст ордог. Энэ нь Дани болон Шведийн дулааны сүлжээний ихэнх хэсгийг үүсгэсэн.
• Хэт ягаан туяаны эх үүсвэрүүд. Усны бохирдол, мэдээллийн төвүүд, супермаркетууд, метроны туннель болон халаалтын ус нь 10-40 °C байдаг. Том дулааны насосны хувьд энэ нь сүлжээнд шаардлагатай 60-90 °C хүртэлх температурт халааж, боомтыг бодвол бага эрчим хүч зарцуулдаг.
• Электр үйлдвэрлэх. 200 °C-аас дээш температуртай зуух, зууханд гарсан халуун агаар нь усыг халаах шингэнийг ашигладаг жижиг турбин буюу органик Рэнкинийн цикл (ORC)-ыг хөдөлгөж болно.

Яаж ажилладаг вэ

Уур амьсгалын дулааны хэмжээ нь температурын дагуу тодорхойлогддог. 30 °C-ийн нэг кВт·цаг дулаан болон 600 °C-ийн нэг кВт·цаг дулаан нь ижил хэмжээний эрчим хүч боловч ижил эх үүсвэр биш юм. Карногийн үр ашиг, дулааныг ажилд хувиргадаг хөдөлгүүрийн дээд хязгаарыг η = 1 − T_cold / T_hot гэж нэрлэдэг бөгөөд температур нь кельвинд илэрхийлэгддэг. 25 °C (298 K) орчинд:

• 30 °C (303 K) - д дулаан: 1 − 298/303 = 1.6%
• 90 °C (363 K) - д халаалт: 1 − 298/363 = 18%
• 300 °C (573 K) - д халаалт: 1 − 298/573 = 48%

Үнэн хэрэгтээ энэ тооны тал нь л илэрдэг. Organic Rankine cycles, the usual choice for recovering electricity from moderate heat, typically convert roughly 5 to 20% of the heat, rising with its temperature (Quoilin et al., 2013). 80°C-аас доош температурт цахилгаан үйлдвэрлэх нь машин механизмын үнэд хүрдэггүй.

Уур амьсгалын дулаан дамжуулах төхөөрөмжүүд эсрэгээрээ ажилладаг. Уур амьсгалын халаалтын насосны дээд хязгаар нь COP = T_hot / (T_hot − T_cold): бага хурдтай бол цахилгаан эрчим хүчний нэгж тутамд илүү их дулаан ялгаруулдаг. 30 °C-ийн мэдээллийн төвийн дулааныг 80 °C хүртэл нэмэгдүүлэхэд Карнотын COP нь 6.4 байдаг; жинхэнэ том халаалтын насосны хувьд энэ тоо хагас, 3-тай тэнцэх юм. Тэгэхээр 30 °C-ийн 100 kWh хаягдал дулаан дээр 45 kWh цахилгаан эрчим хүч нэмэхэд 145 kWh сүлжээний дулаан үүснэ. Цахилгаан эрчим хүчийг үрэхгүй: энэ нь мөн л дулаан болж дуусна.

Хотын зай нь нөгөө хязгаарлалт юм. Цаг агаарыг зөөхөд үнэтэй байдаг. Туузан, гүүр, цорго нь цахилгаан кабелийнхээс нэг кВт·цаг тутамд илүү үнэтэй байдаг бөгөөд халуун ус замдаа дулаанаа алдаж байдаг. Уур амьсгалын өөрчлөлт нь дулааны хэрэглээний өсөлт, эсвэл дулаан хангамжийн сүлжээний өргөжилтийн үр дүнд үүсдэг. Modern “fourth generation” networks run at lower temperatures (around 50 to 70 °C) precisely so that more low-grade heat can be used (Lund et al., 2014).

Цаг хугацаа нь гурав дахь. Мэдээллийн төв жил бүр дулаан гаргадаг; гэр бүлүүд өвөлдөө хамгийн их дулаан шаарддаг. Энэ нь дулаан хадгалах, бусад дулааны эх үүсвэрүүд болон зуны улиралд ашиглагдахгүй байгаа дулааныг шатааж байх замаар тэнцвэрждэг.

Хязгаарлалтууд

• Тэрбум жил Карногийн тэнцүүжилтийг хэлэлцэх боломжгүй.
• Хотын зай. Ямар ч дулаан хэрэглэгчээс хол байгаа эх үүсвэр ямар ч том бай үнэ цэнгүй байдаг.
• Цаг хугацааны зөрүү. Аж үйлдвэрийн болон мэдээллийн төвийн дулаан тогтвортой; халаалтын хэрэгцээ улирлын шинжтэй бөгөөд хүйтэн өглөөний үед хамгийн их байдаг.
• Хамгаалалттай байдал ба гэрээ. Холбоо нь хаагдсан үйлдвэр эсвэл шилжсэн мэдээллийн төвд хамаарахгүй байх ёстой. Гэрээ, нөөцлөх хүчин чадал болон эрсдэлийг хуваалцах нь инженерчлэл шиг чухал юм.
• Эффектив байдал нь хамгийн чухал. Хамгийн сайн хаягдал дулаан бол үйлдвэрлэгдээгүй дулаан юм. Сайн процессууд, үр дүнтэй серверүүд нь сэргээх боломжийг багасгадаг бөгөөд энэ нь сайн зүйл юм.

Тодорхойгүй

Төсөл	Хаана, хэзээ	Халуун эх үүсвэр ба хэмжээ	Яаж мэдэгдэх вэ
Катри Вала дулаан, хүйтэн зуухны үйлдвэр	Helsinki, Finland, since 2006, expanded since	Цэвэрлэсэн бохир ус, бүсийн халаалтын эргэлттэй ус, чулуулагт суурилсан том дулааны насос	570,000 MWh of heat in 2017 from five heat pumps; a sixth from 2021 adds up to 200,000 MWh a year; about 123 MW in total (Helen, 2018; Wikipedia)
Фёрнварме Фюнтэй хамтран ажилладаг Мета Оденсе мэдээллийн төв	Оденсе, Дани, 2020 оноос	Серверийн дулааныг халаалтын насостой хот руу зөөвөрлөнө	Зорилт: 6900 гэр бүлд хангалттай, жилд 100,000 МВт цаг дулаан (Meta, 2020)
Стокгольм	Стокгольм, Швед, 2017 оноос	Стокгольм Эксерги хотын сүлжээнийхээ дулааныг мэдээллийн төвүүдээс худалдан авдаг	“Хүчдэл алдагддаггүй мэдээллийн төвийн үйлдвэрлэл” (Стокгольмын мэдээллийн паркууд)
Хойд Европын мэдээллийн төвүүд	Финланд, Швед, Дани, Норвеги	Модель потенциал	Хэрэв сүлжээ, үнэ нь зөвшөөрвөл мэдээллийн төвийн дулаан нь Скандинавын хотуудын бүс нутгийн халаалтын тодорхой хувийг хангах боломжтой (Wahlroos et al., 2018)

Энэ нь хаана явж байгааг хоёр бодлогын дохио харуулж байна. Germany now requires new data centres that start operating from July 2026 to reuse at least 10% of their energy, rising to 15% from July 2027 and 20% from July 2028, unless a heat-network agreement is in place (Energieeffizienzgesetz, section 11). Мөн мэдээллийн төвүүд хурдацтай хөгжиж байна: IEA-ийн тооцоолсноор 2024 онд дэлхийн цахилгаан эрчим хүчний 1.5%-ийг эзэлдэг 415 TWh цахилгаан хэрэглэж, 2030 он гэхэд 945 TWh-д хүрэх болно (IEA, Energy and AI, 2025). Энэ бүх цахилгаан эрчим хүчний ихэнх нь бага температурт дулаан болж хувирдаг.

Дани, Финланд, Шведэд дүүргийн халаалт нь дулааны зах зээлийн томоохон хувийг эзэлдэг бөгөөд энэ нь хог хаягдлын дулааныг ашиглах явцад тэргүүлдэг (Werner, 2017). Гэхдээ энэ нь нарны дулаан биш харин цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ юм.

Үнэ нь

Waste-heat recovery does not generate electricity, so the site-wide benchmark (rooftop solar at about $0.19 per kWh in our Fan Wall model, within Lazard’s June 2026 range of $0.09 to $0.20 for commercial rooftop solar) applies only to the small high-temperature cases that make electricity. Газар доорх ус нь дулааны эх үүсвэр юм. Using the same round numbers as on our thermal storage page (wholesale gas at €35 per MWh, carbon at €70 per tonne, a 90% boiler), gas heat costs about 5 to 6 euro cents per kWh.

Жишээ нь, бага температурын эх үүсвэрээс өндөр дулааны насостой дамжуулан дулаан авахад COP-ийн хуваагдсан цахилгаан зарцуулалтаас гадна тоног төхөөрөмжийн халаалт нэмэгддэг. Published costs for large heat pumps and connections vary widely by site, so we show the range as a calculation (20 years, 7% real discount rate, COP 3, pipes and connection not included):

kW дулааны халаалтын цилиндрийн суурилуулсан өртөг	Цахилгаан 50 евро/МВт цаг, жилд 3000 цагийн	Цахилгаан 50 евро, 6000 цаг	Цахилгаан 100 евро, 3000 цаг	Цахилгаан 100 евро, 6000 цаг
€500	3.2c	2.4c	4.9c	4.1c
€1,000	4.8c	3.2c	6.5c	4.9c
€1,500	6.4c	4.0c	8.1c	5.7c

Euro cents per kWh of heat. Манай тооцоо: тоног төхөөрөмжийн үнэ × 0.0944÷ цаг + цахилгааны үнэ ÷3.

Ууршилт нь ихэвчлэн хийтэй өрсөлдөх чадвартай байдаг дулааны насосны жил бүр олон цаг ажилладаг ба эх үүсвэр нь сүлжээний хажууд байдаг. Энэхүү системийн сул тал нь хоолойнууд (нэг километрийн шинэ холболт дулааны насосоос илүү үнэтэй байж болно) болон эх үүсвэр алга болох эрсдэл юм. Уур амьсгалын өөрчлөлтийн эсрэг тэмцэх нь эдийн засгийн хувьд хамгийн үр дүнтэй арга бөгөөд энэ нь зөвхөн нэг улсыг хамарсан биш, олон улсын хэмжээнд хэрэгжүүлэх боломжтой.

Уур амьсгалын өөрчлөлт нь зөвхөн дулаан, агаарын бохирдол, нарны хэт ягаан туяа болон бусад хүчин зүйлээс шалтгаалж байдаггүй бөгөөд энэ нь зөвхөн цаг уурын өөрчлөлттэй холбоотой.

Ямар тохиолдолд ялж, ямар тохиолдолд ялагдахгүй байх

Тэр ялна:

• Цэвэр агаартай хотууд мэдээллийн төвүүд, хог хаягдлын үйлдвэрүүд, метроны системүүд, супермаркетууд болон үйлдвэрүүдийн хажууд.
• Үйлдвэрлэлийн паркууд, нэг үйлдвэрийн хаягдал дулаан нь нөгөө үйлдвэрийн процессын дулаан болдог.
• Шинэ мэдээллийн төвүүд эхлэлээс нь халуун ус хүргэх зорилгоор зохион бүтээсэн, ялангуяа шингэн халаалттай 40-60 °C.
• Өндөр температурын үйлдвэрлэл (цемент, шил, ган, химийн бодис), 250 °C-аас дээш гарч буй хий нь ORC эсвэл усаар ажилладаг турбиныг цахилгаан эрчим хүчээр хангах, эсвэл материалуудыг халаах боломжтой.
• Цэвэрлэх байгууламжийн дулаан, тогтвортой, хотуудад ойр, өвөлд ашиглах боломжтой.

Тэр ялж чадахгүй:

• Хосгүй эх үүсвэрүүд ойролцоо дулаан хэрэглэгч байхгүй: цөлийн мэдээллийн төв эсвэл тусгаарласан үйлдвэр.
• Хямд температурын дулааныг цахилгаанд хувиргах. 30-60 °C-ийн үед Карногийн дээд хязгаар нь хэдэн хувь байдаг; ямар ч төхөөрөмж энэхүү хэмжээг өөрчилж чадахгүй.
• Хэрвээ хэн нэгэн дулааны сүлжээг барьсан бол. Хэт ягаан туяа, дулаан нь ихэвчлэн хамгийн их нөлөөлдөг.
• Хүчин чадал нь хамгийн чухал.

Тодорхойлогдсон, бодит бөгөөд таамаглал

Проверено: Карногийн дулаанаас эрчим хүчний болон дулааны насосны хязгаарлалт; Хельсинки, Оденсе, Стокгольм хотуудад бохир ус болон мэдээллийн төвүүдээс дүүргийн халаалтанд их хэмжээний дулаан сэргээх; Данийн болон Шведийн үйлдвэрүүдийн дулаан хангамжийн сүлжээ; ОРК-ийн нэгжүүд халуун үйлдвэрлэлийн ялгарлыг ашиглан цахилгаан эрчим хүчийг сэргээх.

Хүсэлтэй: Европын ихэнх шинэ том мэдээллийн төвүүд Германы адил дүрэм журамтай, ашиглаж болох дулааныг хангадаг; бага температурт сүлжээ нь илүү бага температурт дулаан авдаг; шингэнээр халаасан серверүүд 50-60 °C-ийн халуун усыг хангадаг бөгөөд энэ нь дулааны насосыг бага эсвэл бүр хэрэггүй болгодог.

Спекулаци: 80 °C-аас бага температурт байгаа дулаанаас эдийн засгийн хувьд ашигтай цахилгаан үйлдвэрлэх; сүлжээний төлөвлөгөөгүй хотуудад дулааныг сэргээх; ердийн хаягдал дулааны гадаргуу дээрх термоелектрийн панелүүд өөрсдөө төлдөг.

Судалгааны асуултуудыг нээнэ

• Хэрэглэгчийн өгөгдөл. Хэрхэн, ямар температурт, ямар хэмжээгээр хаягдал дулаан бий болох вэ? Нээлттэй, орон нутгийн газрын зураг ховор байдаг.
• Хэрэглэгчийн гэрээ ба эрсдэл. Хэн холболтын төлбөрийг төлж, эх үүсвэр хаагдсан тохиолдолд хэн хариуцлага хүлээх вэ?
• Хамгийн бага температуртай сүлжээ. Одоо байгаа өндөр температуртай сүлжээ болон барилга байгууламжийг хэрхэн халаах вэ?
• Хямд өртөгтэй, 120-200 °C-ийн температурт үйлдвэрлэлд зориулсан усыг 60-100 °C-ын дулаанаас гаргаж авдаг өндөр температурын халаалтын насос.
• Цаг агаарын хадгалалт нь зуны мэдээллийн төвийн дулааныг өвөлд хадгалдаг.
• Хянагдсан гүйцэтгэл. Үнэн хэрэгтээ төслүүдийн дулаан, цахилгаан хэрэглээ болон зардал дээрх жилийн мэдээг нийтэлсэн.

Ажлын загварт юу хэрэгтэй вэ

Цэвэрлэх байгууламж, дулааны станцууд ашиглалтад орсон. Энэ нь хэрэглэгчдэд хямд өртгөөр эрчим хүчний эх үүсвэрийг холбох, өндөр температурын халаалтын насосыг ашиглах, хяналт тавих зэрэгт тустай шинэчлэл юм. Ажлын загвар нь бодит хэрэглэгчид хэмжсэн дулааныг өгөх ёстой.

Фаза	Ажлын байр	Энэ нь шийдвэрийг дэмждэг	Тодорхойгүй үнэ	Цаг
1. Хэт халаалт	Логгер ашиглан хэдэн долоо хоногийн турш бодит хогны урсгал, температурыг хэмжих; 1-2 км доторх дулааны хэрэглэгчийг зураглах	Хэрэглэгчид ойр, тохиромжтой температурт хангалттай дулаан байна уу?	$5k to $20k	1-с3сар
2. Тоглоомын талбай	10-50 кВт дулааны солилцооны болон халаалтын насосны бодит эх үүсвэр, дулаан ба цахилгаан хэмжигчтэй	COP, бохирдол болон бодит урсгал дээрх найдвартай байдлыг хэмжсэн	$30k to $150k	6-с 12 сар
3. Pilot холболт	Нэг барилга эсвэл жижиг сүлжээнд холбогдох, нэг жилийн мэдээллийн нөөц, дулаан хангамжийн гэрээ	Хүйтэн болон гэрээний загвар	$0.3M to $2М	12-с 24 сар

Бидэнд хэн хэрэгтэй вэ

• Цахилгаан халаалтын инженерүүд ба сүлжээний операторууд.
• Хүчдэл дамжуулах мэргэжилтнүүд, ялангуяа том болон өндөр температуртай машинуудад.
• Дата төв болон үйлдвэрлэлийн эрчим хүчний менежерүүд температур, урсгал мэдээллийг хуваалцахыг хүсч байна.
• Улаанбаатар хотын төлөвлөлт, геологичдын эх үүсвэр болон хэрэглэгчдийн газрын зураг.
• Хуулийн болон эдийн засгийн мэргэжилтнүүд эрсдэлийг тэгш хуваарилах дулааны гэрээг боловсруулна.
• Process engineers for fouling, corrosion and cleaning of heat exchangers on dirty streams such as sewage and fume gas.

Сайн санаа байна уу?

ТББ-ын зарим гишүүд хүчтэй энергийн санааг сонсох боломжтой хүмүүстэй холбоо тогтоож болох юм. Тодорхойлохын тулд, санаанд хөдөлгөөнт, бодит амьдрал дээр хүч чадал үйлдвэрлэдэг загвар хэрэгтэй; дулаан сэргээх санааны хувьд, энэ нь хэмжигдсэн дулаан эсвэл цахилгаан хангадаг загварыг хэлнэ, түүний гаралт болон өөрийн эрчим хүчний хэрэглээ нь багаж хэрэгсэлд бүртгэгдсэн, гомдол гаргаагүй. Хэрэв физик болон тоонууд нь бат бөх бол бид үүнийг энд вэбсайт дээр нийтлэх болно. Гэхдээ ажиллах загваргүйгээр хөрөнгө босгох нь маш хэцүү, мөн энэ нь санхүүжилт, ашиг орлого эсвэл танилцуулгад ямар ч баталгаа биш.

Таны санааг холбоо барих маягт-аар дамжуулан илгээж, шийдэх асуудлыг нь, физикийн шалгалтыг, кВт/цаг тутамд ойролцоогоор хэр их зардал гарахыг, мөн буруу болохыг батлах хамгийн хямд туршилтыг бичнэ үү. Хэрэв танд ажиллах загвар байвал түүний хэмжсэн дүнг хэрхэн хэмжсэнийг оруулаарай. energy sources page хуудас энэ болон бусад хувилбаруудыг санааны радар дээр харьцуулж үздэг.

Эх сурвалж

1. Forman, C., Muritala, I.K., Pardemann, R. and Meyer, B. (2016). Дэлхийн дулаарлын хүчин зүйлсийг тооцоолох. Renewable and Sustainable Energy Reviews 57, 1568-1579.
2. 2018 (хөгжмийн зохиолч). Хелсингтонд дахин дулааны насосыг барихаар байна; Wikipedia, Energy in Finland.
3. Meta (2020). Odense data center: heat recovery. — Оденсегийн мэдээллийн төвийн сайт (норвеги хэл дээр).
4. Стокгольм хотын төв. Програмын вэбсайт.
5. Wahlroos, M., Pärssinen, M., Rinne, S., Syri, S. and Manner, J. (2018). Future views on waste heat utilization: case of data centers in Northern Europe. Renewable and Sustainable Energy Reviews 82, 1749-1764.
6. Quoilin, S., Van Den Broek, M., Declaye, S., Dewallef, P. and Lemort, V. (2013). Органик Рэнкинийн цикл (ОРЦ) системийн техник-эдийн засгийн судалгаа. Renewable and Sustainable Energy Reviews 22, 168-186.
7. Lund, H., Werner, S., Wiltshire, R. et al. (2014). 4-р үеийн бүсийн халаалт (4GDH). Energy 68, 1-11.
8. Вернер, С. (2017). Дэлхийн дулаарал болон агаарын бохирдлын талаарх судалгаа. 137, 617-631..
9. Germany (2023). Энергийн үр ашигтай байдлын хууль (EnEfG), 11-р хэсэг: мэдээллийн төвүүд.
10. IEA (2025). Энерги ба хиймэл оюун ухаан.
11. Lazard (June 2026). Energy+-ийн түвшинжүүлсэн үнэ+, 19-р хувилбар.
12. Local Solar System Төлөөлөгч. The Fan Wall open model: цонхны нарны эрчим хүчний үнэлгээ нь $0.19/kWh.
13. Википедиа. Amager Bakke: 157-247 МВт-ын дулаан үйлдвэрлэх, 63 МВт-ын цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэр, дээвэр дээр нь цананы талбайтай.