德國漢堡試圖利用地下加熱水來減少碳排放 - 彭博社

插圖：菲利普·林德曼為彭博商業週刊繪製位於德國港口城市漢堡東部五英里處的蒂夫斯塔克（Tiefstack）是一座龐大的燃煤發電廠，當地官員希望關閉它。雖然取代其產能將需要一系列較小的解決方案，但其中一項是利用鋼鐵廠和鋁廠的所謂廢熱加熱水，並將其儲存在將近一英里深的地下。漢堡當地電力公用事業公司（Energiewerke Hamburg）的首席工程師克爾斯滕·富斯特（Kirsten Fust）表示：“這個想法自保温瓶問世以來就一直存在。”

這種實驗性技術被稱為含水層熱能儲存，將熱水泵送到地表以下1300米處，然後在需要時將其提取出來供暖到被稱為區域供熱的市政系統中。如果一切按計劃進行，到明年該技術將能夠為超過13,000户家庭提供熱量。

能源儲存是向低碳經濟轉型的一個至關重要的組成部分。可再生能源的主要來源，風力渦輪機和太陽能集熱板，只有在風力或陽光充足時才能提供電力。因此，它們必須通過可以快速上下線以滿足需求變化的傳統發電廠或儲存系統來補充。當然，電池是一個選擇，但它們昂貴。它們的成本促使人們尋找提供按需電力或熱量的更便宜替代方案，比如儲存工業產生的多餘熱量的熱儲庫。

漢堡已經擁有一些地上的熱儲存設施，實際上是巨大的絕緣水箱，裏面裝滿了由風力渦輪機產生的不需要在電網中使用的電加熱的水。但Fust表示，地下水庫提供了一個更簡單、更節能的解決方案，將釋放出地表空間。該項目的成功將取決於岩石中有多少空腔以及地下深處岩層的厚度，這將決定它可以儲存多少熱水。“石頭越好，吸熱效果就越好，”Fust説。

該城市已經為該項目鑽了一個初始孔，耗資超過1000萬歐元（1070萬美元），地質學家正在測試這塊石頭。如果符合他們的期望，他們將鑽第二個孔，讓水循環通過系統。在夏天，含有約45攝氏度（113華氏度）的含水層地下水將通過一個鑽孔抽到地表，通過附近的磨坊循環時加熱到90攝氏度，然後通過第二個鑽孔再次泵回多孔砂岩中。預計這種岩石結構將容納超過1億升（2600萬加侖）的水，保持約70攝氏度的温度直到寒冷季節，然後可以被送回地表並注入區域供熱網絡。

漢堡最大的燃煤電廠Tiefstack有能力產生300兆瓦的電力和190兆瓦的熱能，用於供暖周圍社區的建築物。隨着德國尋求在2030年之前淘汰煤炭的使用，全國各地的城市都在關注，因為供暖住宅和建築物佔德國能源相關二氧化碳排放的約三分之一。

區域供熱系統通過絕緣管道網絡向多棟建築物分發蒸汽或熱水，將成為過渡的重要組成部分。它們為約550萬德國家庭提供服務，佔總數的13％，政府和各種公用事業公司計劃擴大這些系統。“區域供熱在使供熱無温室氣體排放方面發揮關鍵作用，”經濟和氣候副部長邁克爾·凱爾納在3月6日標誌着在柏林以北一個擁有3萬人口的城市Neuruppin擴展該技術項目的儀式上説。

弗萊堡大學地質學家英格麗德·斯托伯表示，德國有許多地方適合這種安裝。柏林議會下方已經有一個，她指出地下儲存遠比地面系統更有效，後者冷卻速度更快。“在含水層系統中，熱量被保留在地下，因此可以滿足供熱的基本需求，”她説。“而且，嗯，它們只是更大。”