美國馬薩諸塞州的兩個試驗項目將嘗試在整個社區(qū)部署地熱供暖。這是一種創(chuàng)新的模式，旨在減少化石燃料的使用，同時為天然氣公司及其工人提供經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。

公用事業(yè)被證明是該項目有益的合作伙伴，其中包括鉆探、挖溝和鋪設(shè)管道，以將地下的熱量引入建筑物內(nèi)部。

直接交換地熱系統(tǒng)

創(chuàng)新地熱“微區(qū)(micro-district)”概念推廣

“我們學到的越多，它看起來就越不可思議，” 家庭能源效率團隊的聯(lián)合創(chuàng)始人兼聯(lián)合執(zhí)行董事奧德麗·舒爾曼(Audrey Schulman)說。該團隊是一家總部位于劍橋的非營利組織，負責開發(fā)和推廣地熱“微區(qū)”概念。

第一個試點計劃在梅里馬克山谷進行，這是位于馬薩諸塞州東北部的一個地區(qū)，2018年9月在這里發(fā)生了一系列天然氣爆炸和火災(zāi)，聯(lián)邦調(diào)查人員將其歸咎于哥倫比亞天然氣公司的管理不善。該公司今年秋天同意的5600萬美元和解金包括用于實施地熱測試項目400萬美元。

公用事業(yè)公司Eversource正在開發(fā)第二個項目，該項目計劃花費1,030萬美元在尚未被選定的人口稠密、混合用途地區(qū)建設(shè)區(qū)域地熱系統(tǒng)。

Eversource能源效率總監(jiān)邁克爾·戈德曼(Michael Goldman)說：“我們真的在考慮如何成為該地區(qū)清潔能源的催化劑。”

地熱系統(tǒng)(也被稱為地源熱泵)并不是一個新概念。它們的工作原理是將充滿防凍液的管道鋪設(shè)到地下500英尺深的地方，到達那種深度的溫度相對穩(wěn)定，通常在馬薩諸塞州的50華氏度以下徘徊。熱量從土壤中提取，并通過充滿液體的管道輸送到溫暖的建筑物內(nèi)部。

同樣的原理也可以進行地熱冷卻：在炎熱的天氣里，熱泵從建筑物的空氣中吸收熱量，并將其傳遞到管道中的液體內(nèi)。被加熱的液體向下流動，其熱量被釋放到地下。

地熱系統(tǒng)是最清潔和最有效的供暖方式之一。因為熱量來自地面本身，因此燃燒的唯一化石燃料是用于發(fā)電的熱能燃料，這種效率也使它們具有很高的成本效益。

戈德曼(Goldman)說：“單個技術(shù)已經(jīng)相當成熟并已得到驗證。新的想法是在共享環(huán)路系統(tǒng)中連接多個客戶的區(qū)域性。”

馬薩諸塞州正試圖在2050年前實現(xiàn)碳凈零排放，這一目標將要求極度減少天然氣的使用。就其本身而言，家庭能源效率團隊長期以來一直在努力減少天然氣的使用，理由是將天然氣作為燃料燃燒所產(chǎn)生的排放、將爆炸性氣體輸送到居所中的安全隱患，以及通過管道泄漏的甲烷量——其中一些管道還是在亞伯拉罕·林肯(Abraham Lincoln)總統(tǒng)任期內(nèi)安裝的。

舒爾曼(Schulman)和聯(lián)合執(zhí)行董事澤內(nèi)貝·馬加維(Zeyneb Magavi)考慮了在個別場所使用地源熱泵是否可以發(fā)揮作用，但他們認為這種潛在解決方案存在一定的局限性。安裝單獨的地熱系統(tǒng)價格昂貴，這是將其廣泛采用的一個重要障礙。即使天然氣可以被地熱能廣泛替代，這種變化也將損害公用事業(yè)公司及其工人。

地熱“微區(qū)”概念將有望通過分散成本并允許公用事業(yè)公司過渡到新的服務(wù)克服這兩個障礙。

地熱熱泵在有益電氣化中的整體作用

家庭能源效率團隊委托工程顧問布羅·哈波爾德(Buro Happold)研究地熱“微區(qū)”的潛在影響。結(jié)果報告發(fā)現(xiàn)，這樣一個系統(tǒng)應(yīng)該有可能滿足其參與者100%的供暖和制冷需求。報告指出，為了最有效地工作，地熱網(wǎng)絡(luò)應(yīng)同時包括需要供暖的建筑物和需要制冷的建筑物。

天然氣公用事業(yè)公司在鉆探、挖溝和鋪設(shè)管道以及管理資本密集型項目和長期資產(chǎn)方面已經(jīng)擁有豐富的經(jīng)驗，非常適合從事開發(fā)多屬性地熱系統(tǒng)的工作。如果地熱區(qū)域被證明是可行的，它們可以使公用事業(yè)發(fā)展成新的服務(wù)和技術(shù)，而不會因為市場轉(zhuǎn)而使用化石燃料而遭受潛在的災(zāi)難性財務(wù)打擊。

“這實際上與天然氣公用事業(yè)公司已經(jīng)做的有很多重疊之處，” 戈德曼(Goldman)說。“看來走出下一步確實很自然。”

這兩個試點項目的下一步都是找到合適的地點。目前，Eversource正在其服務(wù)區(qū)域內(nèi)尋求選擇，包括東南部和馬薩諸塞州中部、波士頓的部分地區(qū)以及波士頓以北的一些城鎮(zhèn)。舒爾曼(Schulman)和馬加維(Magavi)說，理想的地點包括低收入住房、市場價格住房和多樣化的業(yè)務(wù)。區(qū)域內(nèi)的建筑物也應(yīng)該滿足一系列的供暖和制冷需求，以幫助平衡系統(tǒng)的熱量需求。

Eversource將為基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)和參與建筑物連接及使用該系統(tǒng)所需的設(shè)備付費。