德国汉堡试图利用地下加热水来减少碳排放 - 彭博社

插图：菲利普·林德曼为彭博商业周刊绘制位于德国港口城市汉堡东部五英里处的蒂夫斯塔克（Tiefstack）是一座庞大的燃煤发电厂，当地官员希望关闭它。虽然取代其产能将需要一系列较小的解决方案，但其中一项是利用钢铁厂和铝厂的所谓废热加热水，并将其储存在将近一英里深的地下。汉堡当地电力公用事业公司（Energiewerke Hamburg）的首席工程师克尔斯滕·富斯特（Kirsten Fust）表示：“这个想法自保温瓶问世以来就一直存在。”

这种实验性技术被称为含水层热能储存，将热水泵送到地表以下1300米处，然后在需要时将其提取出来供暖到被称为区域供热的市政系统中。如果一切按计划进行，到明年该技术将能够为超过13,000户家庭提供热量。

能源储存是向低碳经济转型的一个至关重要的组成部分。可再生能源的主要来源，风力涡轮机和太阳能集热板，只有在风力或阳光充足时才能提供电力。因此，它们必须通过可以快速上下线以满足需求变化的传统发电厂或储存系统来补充。当然，电池是一个选择，但它们昂贵。它们的成本促使人们寻找提供按需电力或热量的更便宜替代方案，比如储存工业产生的多余热量的热储库。

汉堡已经拥有一些地上的热储存设施，实际上是巨大的绝缘水箱，里面装满了由风力涡轮机产生的不需要在电网中使用的电加热的水。但Fust表示，地下水库提供了一个更简单、更节能的解决方案，将释放出地表空间。该项目的成功将取决于岩石中有多少空腔以及地下深处岩层的厚度，这将决定它可以储存多少热水。“石头越好，吸热效果就越好，”Fust说。

该城市已经为该项目钻了一个初始孔，耗资超过1000万欧元（1070万美元），地质学家正在测试这块石头。如果符合他们的期望，他们将钻第二个孔，让水循环通过系统。在夏天，含有约45摄氏度（113华氏度）的含水层地下水将通过一个钻孔抽到地表，通过附近的磨坊循环时加热到90摄氏度，然后通过第二个钻孔再次泵回多孔砂岩中。预计这种岩石结构将容纳超过1亿升（2600万加仑）的水，保持约70摄氏度的温度直到寒冷季节，然后可以被送回地表并注入区域供热网络。

汉堡最大的燃煤电厂Tiefstack有能力产生300兆瓦的电力和190兆瓦的热能，用于供暖周围社区的建筑物。随着德国寻求在2030年之前淘汰煤炭的使用，全国各地的城市都在关注，因为供暖住宅和建筑物占德国能源相关二氧化碳排放的约三分之一。

区域供热系统通过绝缘管道网络向多栋建筑物分发蒸汽或热水，将成为过渡的重要组成部分。它们为约550万德国家庭提供服务，占总数的13％，政府和各种公用事业公司计划扩大这些系统。“区域供热在使供热无温室气体排放方面发挥关键作用，”经济和气候副部长迈克尔·凯尔纳在3月6日标志着在柏林以北一个拥有3万人口的城市Neuruppin扩展该技术项目的仪式上说。

弗莱堡大学地质学家英格丽德·斯托伯表示，德国有许多地方适合这种安装。柏林议会下方已经有一个，她指出地下储存远比地面系统更有效，后者冷却速度更快。“在含水层系统中，热量被保留在地下，因此可以满足供热的基本需求，”她说。“而且，嗯，它们只是更大。”