鲍尔州立大学如何利用地下资源供暖和制冷

印第安纳州这所大学正在建设美国最大的地热系统

印第安纳州芒西市——在鲍尔州立大学校园一个异常温暖的日子里,吉姆·洛正在带领参观校园内巨大的、尚未完成的地热系统。

洛是鲍尔州立大学的工程、建设和运营主管,他在解释闭环系统、制冷站和钻孔时,穿插着有关大学篮球比赛和学校历史的闲聊。这所学校是由鲍尔罐头瓶的制造商创建的。

“具有讽刺意味的是,他们来这里是为了天然气,”洛在谈到大学创始人当初为了利用天然气制造玻璃而来到印第安纳州时说道。“而现在我们正在将其用于可再生能源。”


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鲍尔州立大学正在建设将于 2014 年成为美国最大的区域供暖和制冷地源地热设施(气候新闻专线,2009 年 5 月 29 日)。第一阶段的完成将使该大学能够关闭其四台燃煤锅炉中的两台,从而将碳排放量减少一半。

新系统将避免排放约 75,000 吨二氧化碳,以及 1,400 吨二氧化硫、240 吨氮氧化物、200 吨颗粒物和 80 吨一氧化碳。这一转变将为鲍尔州立大学每年节省 200 万美元,并使该大学免受美国环保署即将出台的针对危险空气污染物的锅炉 MACT 法规的约束。

今天,该大学将宣布该项目第二阶段的启动,届时将播放能源部长史蒂文·朱和印第安纳州参议员迪克·卢格(共和党)的录音讲话,以及由著名的可再生能源倡导者、落基山研究所首席科学家阿莫里·洛文斯发表的主题演讲。

其他学校对此感兴趣
地热系统利用热力学定律产生能量:热能——或热量——将从较高温度的物体流向较低温度的物体。在这种情况下,水流经地下垂直管道。在夏季,地球从水中吸走热量。由此产生的冷冻水用于整个校园的空调系统。在冬季,寒冷的地面产生相反的效果:它加热水用于可再生供暖和热水系统。

垂直的闭环区域系统——意味着其产生的温水和冷水不会接触到天然地下水——将连接近 3,600 个钻孔,这些钻孔是 500 英尺窄的垂直井,其中有环形管道被灌浆包围。钻孔覆盖 25 到 40 英亩,埋在旧足球场、停车场和其他绿地之下。

第一阶段于 2009 年 5 月开始,并于去年 11 月投入运营。在第二阶段,该大学将安装剩余 1,800 个钻孔中的 780 个,并将新建一个能源站,配备两台 2,500 吨的热泵冷却器,并在校园南部周围建立一个热水回路。最终,该系统将为超过 550 万平方英尺的区域供热。

该系统将为校园内的 47 座建筑物提供空调和供暖。

“我们只是不断地向系统添加管道并扩大这些回路,”洛在谈到扩展的简单性时说。

洛说,影响力也扩大了。来自 28 所学院和大学的代表参观了鲍尔州立大学的系统。康奈尔大学计划在纽约市的罗斯福岛校区建造一个。即使是像肯塔基大学这样的“铁杆煤炭”州立大学也在为其宿舍寻找地热能源。

斯坦福大学的一组代表最近来到芒西市,观察该设施的建设,该大学正在投资 4.38 亿美元来改造其公用事业。

“斯坦福大学正在做一些类似的事情,”该大学的可持续发展和能源管理主管乔·斯塔格纳说。“我们有能力对现有系统进行重大改变,并将经济效益和环境管理结合起来。”

斯塔格纳说,斯坦福大学的系统与鲍尔州立大学不同,它将在同一季节提供供暖和制冷——而鲍尔州立大学在冬季需要大量的供暖,在夏季需要大量的制冷。通过回收系统中的废热,该大学将减少 70% 的能源消耗。

“对于我们来说,在较温和的气候中,我们有大量的废热,”他说。“让我们继续重复利用它。”

俄亥俄州牛津市迈阿密大学的两栋宿舍楼(校园内最古老的两栋建筑物)地热改造项目建筑师罗伯特·贝尔说,大学,尤其是郊区或农村的大学,是可再生能源项目的好场所。

本科生的学习体验
最大的钻孔场紧邻两台燃煤锅炉的砖烟囱,这些燃煤锅炉于 1944 年安装。随着二战后校园的扩建,11 年后又增加了两台。直到大约 50 年后,在环保署开始制定燃煤发电厂排放法规的二十年后,该大学才开始评估锅炉的状况和剩余寿命。

在 2005 年至 2007 年的双年度,印第安纳州议会向该大学拨款近 4500 万美元,用于购买一台循环流化床锅炉,该锅炉将 30% 的生物质与 70% 的煤炭混合燃烧。鲍尔州立大学发现自己陷入了财务困境:该锅炉的成本比拨款高出 2000 万至 2500 万美元。虽然地热项目的资本成本较高,但节省了 200 万美元。

因此,洛和他的同事开始研究替代方案。虽然印第安纳州并非地热能的最佳所在地(大部分潜力在美国西部),但该技术自 20 世纪 40 年代就已存在。然后是环保署开始为 187 种不同的有害空气污染物制定其锅炉 MACT 法规的问题。

“我们想,如果我们不必建造那些(污染控制)设施,那该多好啊?”他说。

洛说,除了鲍尔州立大学自身对投资的承诺外,第二阶段的资金仍然不明确。目前还没有捐助者或基金会的支持。

“我们希望美国能源部继续(支持)这类机会,”他说。去年,联邦资金停止流向该项目。洛说,该大学将不得不寻求印第安纳州或内部的支持,但将继续寻找联邦拨款和捐助者。

与此同时,该系统是一个学习项目。地质学学生会监控地面温度,用于课堂项目。该大学已经让校园内的其他几个部门——从施工管理到建筑学——利用该系统进行学生论文。所有钻孔所在的场地也用于招募新生。

“这是让他们很高兴来到鲍尔州立大学的另一件事,”洛补充说。“大约 20、30 年后,这就是他们的世界。”

经环境与能源出版有限责任公司许可,转载自气候新闻专线。www.eenews.net,202-628-6500

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