CALMAC的热储存系统旨在为城市空调提供冷冻解决方案 - 彭博社
David Dudley
大冷却:巨大的冷冻水箱为纽约市的一座摩天大楼降温。感谢CALMAC众所周知,美国人是 世界上最奢侈的人工制冷消费者:我们用于空调的 电力比整个非洲大陆用于所有其他用途的电力还要多。而且 随着全球气温记录不断打破,夏季变得越来越长、越来越热——而且空调的使用在全球范围内不断增加——这种需求将继续激增。
随着我们朝着金星般的未来前进,保持城市宜居的挑战因 空调的使用推动气温上升而变得复杂,既是直接的也是间接的。为了应对炎热夏季的电力需求,公用事业公司需要启动那些排放额外气候有害气体的肮脏、高碳的“峰值电厂”。此外,由于电网无法储存我们在热浪来临时所需的额外电力,巨量的能源在很少需要的情况下被浪费。“如果我们以稳定的速度昼夜使用,我们的传输能力是我们所需的两倍,”新泽西州专注于热能储存的公司 CALMAC 的首席执行官马克·麦克拉肯说。
彭博社城市实验室纽约市通勤者在最新的交通混乱中被困在公交车和火车上经历了创纪录的炎热夏季后,空调强制要求的压力加大研究发现,城市地区的降雨量比乡村边缘地区更多芝加哥在赤字超过10亿美元的情况下暂停招聘,直到2025年麦克拉肯认为他的公司至少有部分答案来解决如何打破空调反馈循环的问题:在夜间冻结巨大的水箱,当时的非高峰电力既便宜又清洁,然后利用所有这些冰在白天运行空调。实际上,这些巨大的冰沙像电池一样运作,储存热能以备后用。“你不能储存光。你不能储存流动的空气。但你可以储存冷却。这是整个系统中最简单的解决方案。”
通过地下冰储存进行冷却并不是新鲜事:同样的基本理念在殖民时代的冰屋和1930年代的电影院中被使用,那时现代商业空调尚未广泛使用。这基本上是你在第一个公寓中尝试过的 冰块放在风扇前的技巧 的工业规模版本。但这个实际上有效。
卡尔·麦克拉肯,喷气发动机先驱和空调创新者。版权所有 CALMAC麦克拉肯将这个想法归功于他的父亲:公司创始人卡尔文,前通用电气工程师,拥有超过80项专利(包括一个用于 便利店热狗的热狗滚筒),在卡特政府期间提出了这项技术,当时全国对绿色能源的兴趣暂时高涨。CALMAC自1979年以来在商业建筑中成功使用该技术。它在纽约市的新高盛大厦中的新系统 每晚冻结170万磅冰 在92个地下水箱中。* 一家竞争公司, 冰能,使用类似技术为住宅和商业应用运行冷却系统。这个原理简单而优雅,因为冰电池没有活动部件,不会像化学电池那样腐蚀或磨损。(其他能源储存技术,如涉及 飞轮、 水下压缩空气 和 超热氩气,似乎涉及更高的失败潜力。)一旦安装,设备就静静地待在那里,融化和冻结;热力学第二定律完成所有繁重的工作。“你知道我们在拆除花岗岩墙时从建筑物中取出的所有质量吗?我们把这些质量还给了,但我们把它放在地下室并使其可控,”麦克拉肯说。“这就像一个巨大的阻尼器。”
CALMAC的负责人也在努力推动监管激励措施,使热能储存能够在更大转型中发挥作用:从主要依赖化石燃料的电网转向基于风能和太阳能的电网。扩大碳友好型能源的许多挑战之一是其不可靠性:当太阳下山或风停了时,如何持续为贪婪的电网提供能源?尽管特斯拉和其他公司进行了激烈的创新并做出了重大承诺,但大规模基于电池的住宅电力基础设施仍然是未来的事情。而且在城市环境中收集可再生能源本质上是困难的——风力涡轮机被建筑物阻挡,屋顶太阳能并不总是适合垂直城市。幸运的是,美国几个主要城市恰好位于一个大风的海洋旁边。
“如果你从可再生能源的全局来看,它们需要储存才能取代化石燃料,”MacCracken说。“你建造海上风电来收集它,将电力分配到城市,并在密集的城市区域储存它。因为那是你将要使用它的地方。”
就像许多拯救文明的计划一样,这一切听起来都很简单。我们将看看这个想法是否会受到冷遇。
****更正:***这并不是目前存在的最大CALMAC系统,正如这篇文章的早期版本所暗示的。