大約7700萬歐洲人正在使用區域供暖(或者說“集中供暖”):由中央設施產生熱水,并通過管道輸送到住宅和其他建筑。美國也有數百個類似網絡,多見于大學、機場和商務區等大型建筑群。由此,當歐洲和北美再次遭遇熱浪侵襲,越來越多的人開始思考:作為區域供暖的“鏡像”,通過管網輸送冷水的
國際區域能源協會的羅布·桑頓表示:“區域供冷系統的效率通常是普通建筑內部冷水機組的兩倍,運行費用只有后者一半。通過將制冷功能集中在中央能源站內,同時為幾十棟乃至數百棟建筑提供服務,它能減少排放、降低人力成本。”
世界各地的高溫正變得更劇烈、更持久、更難以忍受,這大幅推動了空調銷量。作為全球升溫最快的地區之一,歐洲只有約1/5家庭安裝了空調,隨著人口日益老齡化,這可能造成致命后果。今年6月出現的創紀錄高溫,是歐洲今夏四次超級高溫之一,據估計已導致超過2萬人死亡。
醫院、學校和養老機構離不開空調,但空調也會增加導致全球變暖的碳排放并加劇城市熱島效應。歐盟市長公約于2025年發布的報告指出,空調并非長期解決方案。相比之下,區域供冷既能為城市降溫,又能控制碳排放增長。
在中東和其他亞洲地區,那些每年會遭遇數月酷熱天氣的城市,已開始建設大型區域供冷網絡。迪拜一家受政府支持的區域供冷公司如今可提供約6吉瓦的制冷能力,相當于每天凍結150萬噸冰,或為1700多棟建筑供冷。
桑頓表示,美國大約有500套區域供冷網絡,集中在大學和醫院園區;歐洲則約有200套,主要分布在法國和瑞典的城市中。
最早的一批區域供冷系統于1889年在美國科羅拉多州丹佛市投入運行,起初是通過管道輸送冷卻后的氨或鹽水溶液。20世紀60年代,這類系統改用水作為介質。一般來說,系統會在制冷罐中把水冷卻至6到7℃,再通過管道輸送到網絡內每棟建筑的換熱器。這些換熱器就像反向工作的暖氣片,借助冷水降低室溫。
一項模擬研究顯示,與分別安裝空調相比,覆蓋37棟公共和商業建筑的區域供冷網絡,能耗低15%,運營成本低10%。而在巴黎,區域供冷系統則將耗電量和碳排放削減了一半。
桑頓指出,辦公樓的空調系統,規模往往是通常所需的兩到三倍,以滿足一年中最熱幾天的需求。區域供冷則可以大幅壓縮這部分的閑置容量。
為進一步提高效率,日內瓦和巴黎的區域供冷系統分別利用日內瓦湖和塞納河的水來冷卻循環液體,荷蘭海爾倫的一套系統則利用了被水淹沒的廢棄煤礦。在美國,一些區域供冷網絡會在電價較低的夜間制冰,白天冰融化后再通過管網輸送冷水。
雖然大多數區域制冷網絡仍只面向公共或商業建筑,但日內瓦等地已將服務向住宅拓展。由于需要鋪設管道,建設區域供冷系統或將耗資數億美元。
美國賓夕法尼亞州立大學的左旺達表示,如果能借用現有區域供暖系統,建設成本將大幅降低:“這適合建筑高度密集、制冷需求很大的地區。最理想的情況是,當地已擁有可鋪設管道的地下隧道。”
不過,一種能把區域供暖和供冷合二為一的“環境溫度環路”新技術,有望在歐洲得到更廣泛應用。這個系統可以助力各個樓棟的空調(熱泵),使其管網中的水在10℃至25℃之間循環(冬季可能需要適當補熱):需要供冷時,建筑熱泵可將熱量排入環路系統;到冬季,又可以反過來從環路中提取熱量用于供暖。酷熱天氣下,相較于把室內熱量排向40℃的室外,借助環路系統,熱泵只需把熱量轉移到25℃的水中,由于需要跨越的溫差更小,耗電量因此也更少。
“假如你想把某樣東西從山腳運到山頂,就必須付出很大力氣。如果高度差變小,就會容易得多。環境溫度環路系統也是如此。”左旺達解釋道。目前,倫敦的班克賽德園區等高端項目已采用這項技術,涵蓋商業建筑和住宅。不過左旺達表示,要想大規模推廣,可能仍需政府支持。
責任編輯: 張磊