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城市地下管网如何成为清洁能源源泉?

城市地下迷宫如何成为清洁能源源泉?

世界各大城市的人们都在苦苦寻找一种可以减少碳排放,提高能源效率的秘密武器。蒸汽从波士顿的一个下水道井盖喷出,这是从附近的发电厂往城市各地区供暖的管道中释放出来的余热。

地下管网遍布在世界上很多大型城市里,尤其是那些历史悠久的城市,人们几十年前建造了长达数英里的地下管道,这些错综复杂的管道将蒸汽或热水运送到各地区住房中。城市街道上雾蒙蒙的下水道井盖俨然成了区域能源的标志。(区域能源,是区域供暖、区域供冷、区域供电以及解决区域能源需求的能源系统和它们综合集成的统称。)石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

如何能够既维持城市发展,又减少温室气体排放呢?这是一个亘古不变的话题,最近可持续区域能源引起了大家的关注。仅美国就有超过700个这样的地下系统,其中的一些管道系统可追溯到19世纪八十年代。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

这些管道通常连接的是燃烧煤或石油的发电厂,运送蒸汽或水循环于城市的各个角落。现在许多旧的管道系统正在进行改造,通过清洁燃料和回收余热提供“绿色蒸汽”,使整个系统更加节能环保。

威立雅是总部设于巴黎、在北美城市经营12个地区能源网络的公司,这些城市包括Philadelphia、Baltimore和Montrea 等。Bill DiCroce是威立雅商务和市政业务负责人,他说,“这些城市的公共建设已成为过去,现在可持续能源已经占据历史舞台,慢慢取代了传统能源的地位”。

两年前,威立雅花了1.12亿美元升级了波士顿剑桥附近的肯德尔站燃气电厂,然后重新汇集进入查尔斯河的余热,通过一个7000英尺的管道输送至波士顿。该项目减少了475万吨温室气体的排放,相当于减少了80000辆汽车的排放。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

其他热电联产(CHP)系统使用树枝、家庭垃圾和其他生物质发电,将该过程的余热收集并提供给居民。(热电联产是指发电厂既生产电能,又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式,即同时生产电、热能的工艺过程,较之分别生产电、热能方式节约燃料。)

对于企业而言,利用区域能源可以有效的节省开支。在波士顿的法尼尔厅市场,区域系统的蒸汽被转换成了热水。运营经理Chris Sherman 说,“人们往往通过供热设备加热产生充足的热水或蒸汽来给房间供暖,而通过这个系统购买能源要比维护一套供热设备便宜多了”。

DiCroce说,“在马萨诸塞州,国家税收抵免政策有助于热电联产概念的普及,只有大家都从公司购买能源,而不是自给自足,公司才能获得利润。”石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

联合国环境规划署去年的一份报告提到,包括奥斯陆和东京地区在内的45个“冠军城市”,区域能源的使用相当于削减了一次能源消耗量的30~50%。在哥本哈根回收废热再利用节省的能量相当于每年少消耗140万桶石油。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

丹麦和其他国家的碳排放税也有助于加快区域能源的发展。根据国际能源协会(IDEA)的统计,在哥本哈根, 城市3.5万座建筑物中有97%的热量来源于地下管网,而非锅炉。帮助哥本哈根建设管网的丹麦Ramboll工程公司,现在正在升级管道系统,同时该公司已经给25个国家做过类似的工作。

国际区域能源协会总裁兼CEO Rob Thornton说,“在过去的10~15年里,区域能源再次兴起、获得投资和重建,区域的制冷项目已在中东地区得到‘巨大的投资’,同时丹麦和其他国家正在整合太阳能发电厂为区域提供热能。”石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

除了市政项目之外,许多大学和医院也正在投资类似的系统作为微型电网的一部分,用于备用电力系统。例如,普林斯顿大学在2012年桑迪飓风摧毁了电力供应时依靠备用电力系统维持了电力的正常运转。

美国许多城市已经发现老蒸汽系统易泄漏和易爆炸的缺点,例如,2014年爆裂的水管使波士顿新英格兰水族馆关闭了一天,而2007年曼哈顿的Con Edison-run系统发生爆炸时造成一人死亡和30多人受伤。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

威立雅公司负责人说,虽然这类危险事件极少出现,但为了防止类似事件再发生,他们已经投资来升级和维护这类系统。法尼尔厅市场的Sherman说,消除隐患尤为重要,每当他发现某个地方可能存在问题时,就会立即打电话给威立雅公司。

为了避免这些问题,一些地方已经将它们的系统介质换为热水。加拿大区域能源管理主任Pernille Overbye说热水系统比蒸汽更安全可靠,与水相比,停电时蒸汽系统需要更长时间才能恢复运转。之前美国北部区域能源主要依靠私人投资驱动,一直发展较慢,现在美国能源部正大力支持其发展,并提供技术援助,甚至可能提供贷款担保。石油圈原创,石油圈公众号:oilsns

作者/Christina Nunez   译者/张强   编辑/Wang Yue

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