为应对低碳转型 美国尝试引入地热“微区（micro-district）”概念

美国马萨诸塞州的两个试验项目将尝试在整个社区部署地热供暖。这是一种创新的模式，旨在减少化石燃料的使用，同时为天然气公司及其工人提供经济转型。

公用事业被证明是该项目有益的合作伙伴，其中包括钻探、挖沟和铺设管道，以将地下的热量引入建筑物内部。

直接交换地热系统

创新地热“微区(micro-district)”概念推广

“我们学到的越多，它看起来就越不可思议，” 家庭能源效率团队的联合创始人兼联合执行董事奥德丽·舒尔曼(Audrey Schulman)说。该团队是一家总部位于剑桥的非营利组织，负责开发和推广地热“微区”概念。

第一个试点计划在梅里马克山谷进行，这是位于马萨诸塞州东北部的一个地区，2018年9月在这里发生了一系列天然气爆炸和火灾，联邦调查人员将其归咎于哥伦比亚天然气公司的管理不善。该公司今年秋天同意的5600万美元和解金包括用于实施地热测试项目400万美元。

公用事业公司Eversource正在开发第二个项目，该项目计划花费1,030万美元在尚未被选定的人口稠密、混合用途地区建设区域地热系统。

Eversource能源效率总监迈克尔·戈德曼(Michael Goldman)说：“我们真的在考虑如何成为该地区清洁能源的催化剂。”

地热系统(也被称为地源热泵)并不是一个新概念。它们的工作原理是将充满防冻液的管道铺设到地下500英尺深的地方，到达那种深度的温度相对稳定，通常在马萨诸塞州的50华氏度以下徘徊。热量从土壤中提取，并通过充满液体的管道输送到温暖的建筑物内部。

同样的原理也可以进行地热冷却：在炎热的天气里，热泵从建筑物的空气中吸收热量，并将其传递到管道中的液体内。被加热的液体向下流动，其热量被释放到地下。

地热系统是最清洁和最有效的供暖方式之一。因为热量来自地面本身，因此燃烧的唯一化石燃料是用于发电的热能燃料，这种效率也使它们具有很高的成本效益。

戈德曼(Goldman)说：“单个技术已经相当成熟并已得到验证。新的想法是在共享环路系统中连接多个客户的区域性。”

马萨诸塞州正试图在2050年前实现碳净零排放，这一目标将要求极度减少天然气的使用。就其本身而言，家庭能源效率团队长期以来一直在努力减少天然气的使用，理由是将天然气作为燃料燃烧所产生的排放、将爆炸性气体输送到居所中的安全隐患，以及通过管道泄漏的甲烷量——其中一些管道还是在亚伯拉罕·林肯(Abraham Lincoln)总统任期内安装的。

舒尔曼(Schulman)和联合执行董事泽内贝·马加维(Zeyneb Magavi)考虑了在个别场所使用地源热泵是否可以发挥作用，但他们认为这种潜在解决方案存在一定的局限性。安装单独的地热系统价格昂贵，这是将其广泛采用的一个重要障碍。即使天然气可以被地热能广泛替代，这种变化也将损害公用事业公司及其工人。

地热“微区”概念将有望通过分散成本并允许公用事业公司过渡到新的服务克服这两个障碍。

地热热泵在有益电气化中的整体作用

家庭能源效率团队委托工程顾问布罗·哈波尔德(Buro Happold)研究地热“微区”的潜在影响。结果报告发现，这样一个系统应该有可能满足其参与者100%的供暖和制冷需求。报告指出，为了最有效地工作，地热网络应同时包括需要供暖的建筑物和需要制冷的建筑物。

天然气公用事业公司在钻探、挖沟和铺设管道以及管理资本密集型项目和长期资产方面已经拥有丰富的经验，非常适合从事开发多属性地热系统的工作。如果地热区域被证明是可行的，它们可以使公用事业发展成新的服务和技术，而不会因为市场转而使用化石燃料而遭受潜在的灾难性财务打击。

“这实际上与天然气公用事业公司已经做的有很多重叠之处，” 戈德曼(Goldman)说。“看来走出下一步确实很自然。”

这两个试点项目的下一步都是找到合适的地点。目前，Eversource正在其服务区域内寻求选择，包括东南部和马萨诸塞州中部、波士顿的部分地区以及波士顿以北的一些城镇。舒尔曼(Schulman)和马加维(Magavi)说，理想的地点包括低收入住房、市场价格住房和多样化的业务。区域内的建筑物也应该满足一系列的供暖和制冷需求，以帮助平衡系统的热量需求。

Eversource将为基础设施开发和参与建筑物连接及使用该系统所需的设备付费。