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科技环境

斯图加特示范隧道取暖项目

地热能属于新兴的可再生能源之一。要想开采地热能,往往需要额外钻井,成本不低。那现成的隧道为什么不能加以利用呢?不久前,德国斯图加特市就开始了一个地铁示范项目,其隧道同时也将用来为地面上的建筑物采暖制冷。下面是德国之声记者的采访报导。

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隧道有新用

众所周知,即使在寒风凛冽的冬天,地下室一般也不会结冰;而在酷暑难当的夏天,地下室依然凉爽宜人。因此,人们习惯把葡萄酒、蔬菜等储藏在地下室。而在地下更深的地方,比如说在地下隧道里,其气温常年保持在9到19摄氏度之间,至少在德国是这样的。那么是谁先想到利用隧道热能的呢,现在已无从考证。或许,德国斯图加特的研究人员是受到瑞士穿山隧道的启发。瑞士地处阿尔卑斯山区,隧道很多,都是穿山而过,所以山上土壤中的积水往往会渗透到隧道,必须予以排除。因为这些水含有一定的热量,所以人们也顺便加以利用,其实等于是废物利用。

斯图加特大学建筑用能研究所的施密特(Michael Schmidt)教授介绍说: "由于隧道上面的山有时很高,所以积水量有时很大,人们必须得把它收集起来、然后排出隧道系统。因为这些水在此之前穿过山上的土壤或岩石,吸收了地热,所以想办法利用这些热量当然是顺理成章的了。"

也就是说,隧道下水的余热,不用白不用。斯图加特的地铁隧道离地面没那么深,因此没什么水可积,但热量还是有的。施密特说: "隧道里的空气就会吸收周围的地热,我们就是想利用隧道空气中的这些热量。我们之所以有这个想法,是因为开发地热能的传统方法都需要打钻深井,费用非常高。我们就想,怎么能以更低的成本开发地热能呢?因此就想到了地下隧道。"

因为地下隧道一般来说并不很深,地热资源不算丰富,所以必须使用也能在较低温度下采集热能的特殊热泵。这种热泵市场上已有。施密特介绍说: "有些节能建筑冬天利用热泵采集外面空气中的热能进行取暖,情况和我们的一样。冬天外面的气温虽然不高,但也含有热量,只要热泵合适就行。我们想用的是同样的方法。"

德国的夏天原来可谓宜人,室内并不需要空调,但近年来一是由于全球气候变暖,二是因为房屋保暖性能提高,三是室内电器越来越多,使得许多建筑夏天也得制冷。那么隧道也可为此派上用场。施密特说: "同一个地热源,比如说地下隧道,用来采暖和用来制冷的考虑角度不一样,但却是完全可行的:利用隧道的温度,给建筑物制冷。"

开发地热的方法,一般都是往地下深深地埋一根U形水管,一头注入冷水,冷水在地下吸收地热,水温升高,从另一头流出。但安装在隧道壁上的吸热装置看上去则要复杂一些,是呈蛇形的细长管道,有点儿像太阳能热水器。施密特继续介绍说: "我们的设想是根据季节不同,利用隧道壁对管道系统中的水升温或者降温,以便用来采暖或制冷。"

一箭双雕,经济效益当然也就大大提高。由于热量很容易散失,输送距离长了就得对输热管道采取复杂的保暖措施,因此,野外的铁路隧道就不适合利用。施密特说: "鉴于隧道采热的特点,所以,这种技术主要适合应用在市区,比如说地铁隧道,最理想的情况是直接给隧道上面的建筑供热供冷,这样就不用铺设太长的管道。"

或许,公交公司将来可以扩大业务,成为热能和冷气供应商,至少可以提供给现有建筑。对新建建筑,人们可以在打地基的时候顺手安装吸热装置,有助于日后大量节能,由此减少开支。首批这样的建筑德国已落成几栋,实际表明完全可以达到节能省钱的目的。

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