廢棄煤礦變身“可再生熱源”

阿拉斯代爾·雷恩

煤炭是英國工業(yè)革命的生命線。這種高能量密度的燃料雖然產(chǎn)生煙塵，卻將生命賦予了新建的工廠和船塢，帶著英國向現(xiàn)代化前進(jìn)。隨之形成的碳密集型經(jīng)濟，全然忽略了周圍的自然環(huán)境。隨著煤炭的開采，全世界開始依賴化石燃料，這也導(dǎo)致了我們?nèi)缃癫坏貌幻鎸Φ沫h(huán)境問題。

但是，如果可以扭轉(zhuǎn)這種局面，讓歷史的進(jìn)程變得更綠色、更清潔會怎么樣？我們是否可以利用腳下煤礦中天然形成的熱水，使英國，乃至全世界巨大的供暖需求脫碳？

亞當(dāng)·布萊克在十年前就問過自己這個問題。他供職于英國最大的裝瓶公司，積極支持清潔能源。“我們公司有3.7萬平方米的倉庫需要供暖。”這名達(dá)勒姆郡蘭徹斯特葡萄酒公司的能源項目主管說，“倉庫正好在一個四層礦井的上方，礦井已經(jīng)被水淹沒。”

煤炭曾為英國的工業(yè)革命提供動力。

來自冰島的幾位地?zé)釋＜規(guī)椭既R克在泰恩–威爾郡蓋茨黑德的海曼煤層鉆了個孔。受地質(zhì)作用的影響，抽上來的水，溫度為15°C。

借助電動熱泵——“就像是把冰箱的工作原理反過來一樣”——這些水可以為倉庫供暖，保證庫內(nèi)的葡萄酒瓶處于合適的溫度。布萊克說：“我們已經(jīng)在為幾處倉庫、一處配送倉和一家面包店供暖，很快還會有一家汽車展銷廳。”

不光是布萊克一人因礦井水的能源潛力倍感振奮，負(fù)責(zé)管理全國廢棄煤礦的英國煤炭管理局，也對未來十年進(jìn)行了大膽規(guī)劃。該局的地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，從威爾士到蘇格蘭中部，再到英格蘭北部和中部，英國有1/4的家庭都居住在廢棄礦井的上方。據(jù)估計，廢棄礦井中約有20億立方米熱水，比蘇格蘭尼斯湖的水量還多25%。研究人員認(rèn)為，礦井水是英國儲量最大的待開發(fā)清潔能源之一。

“采礦對現(xiàn)代城鎮(zhèn)的布局帶來了巨大影響，我們現(xiàn)在居住的很多城鎮(zhèn)都是因采礦而興建的。在我們最大的城鎮(zhèn)中心中，10個里面有9個都位于廢棄的礦井上方。”煤炭管理局主要負(fù)責(zé)管理礦井能源的夏洛特·亞當(dāng)斯說，“礦井水是使供暖系統(tǒng)脫碳的最佳途徑。這種水全年可取，溫度恒定，儲量還很大。”

英國承諾到2050年實現(xiàn)碳中和，將大刀闊斧地改進(jìn)供暖系統(tǒng)（供暖約占英國能源消費總量的一半）。英國主要使用天然氣供暖，約占供暖能源消費的70%。亞當(dāng)斯說，政府已決定從2025年起新建的住房不再使用燃?xì)忮仩t。英國近一半的電力生產(chǎn)已實現(xiàn)脫碳，但如果居民供暖改用電鍋爐，就會增加對清潔能源的需求，對電網(wǎng)造成巨大壓力。

為了實現(xiàn)大范圍減排的目標(biāo)，煤炭管理局正在研究70多個礦井水供暖項目的可行性。據(jù)估計，全英的礦井水中儲有約220萬吉瓦時的熱量，并且還能儲存更多。

煤炭管理局目前正在開發(fā)的最大的項目位于錫厄姆——達(dá)勒姆郡的一個海邊小鎮(zhèn)，也是陶頓煤礦的所在地。目前由于環(huán)境原因，當(dāng)?shù)孛磕甓紩牡V井中抽出數(shù)百萬升礦井水。由于會與地下巖石產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，礦井水中常含有毒物質(zhì)。抽出來用于供暖的水會被重新注入礦井，并在那里再次得到加熱。

在英國的廢棄礦井中，約有20億立方米熱水，比蘇格蘭尼斯湖的水量還多25%。

這些礦井水在冬天可以用來供暖，在天熱時又能用于制冷，與使用天然氣相比，碳排放量僅為25%。“這還比天然氣便宜，大概能便宜一成。”亞當(dāng)斯說，“我們覺得這還能吸引來投資，為當(dāng)?shù)卦黾泳蜆I(yè)崗位。”

英格蘭東北部是全英國經(jīng)濟最低迷的地區(qū)之一。上世紀(jì)80至90年代，礦井的關(guān)閉使原來的煤礦社區(qū)分崩離析，失業(yè)率飆升，工作崗位銳減。

在北海對岸，荷蘭的海爾倫有全球最先進(jìn)的礦井水供暖項目，為當(dāng)?shù)厝嗣駧砹私?jīng)濟復(fù)蘇的希望。海爾倫位于荷蘭東南部，曾經(jīng)是煤炭重鎮(zhèn)。50多年前，這里的煤礦大規(guī)模關(guān)停。2008年，地?zé)釋＜屹x予了廢棄煤礦新的生命，利用礦井水為當(dāng)?shù)氐木用窈推髽I(yè)供暖、降溫。這種方式對環(huán)境的影響要小很多。

該項目的運營商銘基水務(wù)公司，已將500戶家庭和商業(yè)機構(gòu)接入地區(qū)供暖網(wǎng)，為超過25萬平方米的建筑供暖。該系統(tǒng)將本地區(qū)供暖產(chǎn)生的碳排放量減少了近2/3。銘基水務(wù)還在努力進(jìn)一步脫碳，計劃通過太陽能和風(fēng)力發(fā)電來為礦井水升溫。

“我們有一套閉環(huán)設(shè)備。也就是說，我們會把多余的能量重新送回礦井，儲存起來，以備不時之需。”公司的創(chuàng)新部經(jīng)理赫爾曼·艾吉德姆斯說，“這里有一家數(shù)據(jù)中心，散熱高達(dá)45℃，足夠為附近的學(xué)校供暖。一家超市的制冷系統(tǒng)也足以為300戶居民供暖。”

海爾倫通過這種方式實現(xiàn)了高水平的能源自給，這對荷蘭來說非常重要，因為荷蘭計劃于2022年前關(guān)停國內(nèi)的天然氣生產(chǎn)項目。

雖然海爾倫在歐洲處于領(lǐng)先地位，卻也不是第一個吃螃蟹的。1989年，加拿大新斯科舍省斯普林希爾一家包裝公司就曾從附近廢棄多年的煤礦中抽水供暖。這家公司現(xiàn)隸屬于毛瑟包裝公司，多年來一直在改進(jìn)供暖方案，現(xiàn)在掌握了一套100%使用清潔能源的循環(huán)氣候控制系統(tǒng)。“冬天供暖，夏天制冷。”公司的經(jīng)理大衛(wèi)·麥克唐納說，當(dāng)30年前公司在煤層中打下第一個鉆孔的時候，他就已經(jīng)在這里工作了。

荷蘭海爾倫的礦井水供暖項目

在西班牙，廢棄煤礦的地?zé)嵴跒橐幌盗泄步ㄖ峁崃俊?/p>

當(dāng)?shù)卦S多小企業(yè)對這種先進(jìn)的供暖技術(shù)感到非常自豪，也紛紛組建了自己的地?zé)峁嵯到y(tǒng)。政府官員也在利用當(dāng)?shù)刎S富的清潔能源吸引投資。

在西班牙北部的阿斯圖里亞斯地區(qū)，也發(fā)生了類似的事情。經(jīng)歷了多年的衰退后，當(dāng)?shù)刈詈笠惶幟旱V于2018年關(guān)停，這對世代以采煤為生的當(dāng)?shù)鼐用裨斐闪司薮笥绊憽５S著礦井水的開發(fā)，當(dāng)?shù)赜钟瓉砹藦?fù)蘇的曙光。“地?zé)嶙屛覀兊拿旱V重獲新生。”主管當(dāng)?shù)啬茉床块T的瑪麗亞·迪亞茲·阿瓜多說，“我們正在開發(fā)一種全新的商業(yè)模式，和抽取礦井水及相關(guān)的技術(shù)有關(guān)。”

阿斯圖里亞斯的廢棄礦井不僅為上百戶居民供暖，還為一家醫(yī)院、一所大學(xué)、一所中學(xué)，以及其他一些公共和私人建筑供暖。負(fù)責(zé)該項目的胡諾莎公司承諾供暖價格會比使用化石燃料低，并且只使用清潔電力抽水。阿瓜多說，這種方式每年能減少數(shù)千噸的碳排放量。

不過，雖然有大量證據(jù)證明礦井水潛力巨大，也并非毫無問題。改造房屋接入地?zé)峁┡到y(tǒng)并不便宜，而新建住房往往也離廢棄礦井比較遠(yuǎn)，此外，還存在一些技術(shù)問題。

“就像在錫厄姆，之前就已經(jīng)有一些工廠在利用礦井水了。只有在有供暖需求的地方鉆井才能很好地利用礦井的地?zé)帷！庇刭|(zhì)勘探局負(fù)責(zé)地下水建模的水文地質(zhì)學(xué)家科琳娜·阿拜瑟說，“這會遇到技術(shù)上的挑戰(zhàn)，比如，廢棄多年又無人維護(hù)的礦井是否足夠穩(wěn)定。”

不過，也許最大的障礙是錢，這也是最初開發(fā)礦井水的原因。盡管若各方面條件許可的話，使用礦井水供暖要比傳統(tǒng)供暖方式便宜，但其開發(fā)成本確實要高得多。

布萊克希望，隨著技術(shù)的發(fā)展、利用率的提高，以及能源管理部門的有效監(jiān)管，成本能有所下降。

毋庸置疑的是，這種資源就在那兒：曾經(jīng)擠滿了工人和設(shè)備的礦井已被熱水淹沒，現(xiàn)在，它們正靜待被重新啟用的那天。

[編譯自BBC網(wǎng)站]

編輯：馬果娜