解決方案
德拉門是奧斯陸以西40英里的郡首府,在北歐嚴寒中靠主要取自當地峽灣的熱量保暖——峽灣水全年平均溫度為8°C,冷到露天泳客都稱之為冰冷刺骨。到2009年,這座城市已發展到既有區域供熱系統無法負荷。供暖公司由約恩·伊沃爾·巴克(Jon Ivor Bakk)領導,他在研究如何擴充供熱能力時,發現峽灣水溫對熱泵而言堪稱理想,於是沒有購入天然氣來燃燒,而是舉行招標。
得標者是格拉斯哥的Star Renewable Energy,該公司最為人知的是為Tesco和Asda門市提供製冷,對水源熱泵毫無經驗——「我們是這行的新面孔」,總監戴夫·皮爾森(Dave Pearson)說。它的致勝之舉在於冷媒選擇:氨,不含碳,而競爭對手則提出氫氟碳化物。四台熱泵運行上述峽灣水轉為90°C的循環,到2011年初,該系統已供應全市供暖所需熱水的85%——是同類裝置中全球規模最大者。
說服人的是經濟效益:這些熱泵每消耗1kW電力可產生約3kW熱能,加上挪威電價低廉,一單位熱能的成本為1便士,而生物質為3便士、天然氣為5便士、石油則近8便士——巴克說,若用生物質,公司會虧錢。這座工廠早已回本,每年節省約200萬歐元,且據報導,減少的碳排相當於讓超過30萬輛汽車停駛一年。90°C的輸出才是低調的突破:原本為燃氣鍋爐鋪設管線的老建築無須更換散熱器即可轉換,而這正是過去讓熱泵改造顯得不切實際的原因。
巴克的團隊已因該項目獲獎,格拉斯哥大學教授保羅·揚格(Paul Younger)表示,對這項技術的任何殘餘疑慮都已消除:「德拉門已將其確立得毋庸置疑。」
達成的成果
把8°C的峽灣水視為一座熱礦:將氨壓縮至50巴,可把峽灣的熱量提升到120°C,熱到足以供應舊式散熱器,而不只是新建築。
成功的原因
水能保持穩定溫度,因此區域規模的一條峽灣迴路,既避免了地源家用熱泵15,000歐元以上的鑽井費用,也避開了空氣源機組在冬季的波動。
競爭對手投標的是氫氟碳化物冷媒,這是歐盟正在禁用的一種強效溫室氣體;Star的氨不含碳,且能耐高壓縮產生的高溫。
90°C的輸出相對於通常的50–60°C,意味著燃氣供暖的建築可保留現有散熱器——消除了供暖脫碳最大的隱性成本。
以每1kW電力產生3kW熱能、挪威每單位1便士的電價計算,這座工廠的售價低於所有化石燃料替代方案,因此改造本身即可回本。
可借鑑之處
供暖電氣化的障礙在於輸出溫度,而非熱泵本身:只要提供舊式散熱器所期望的90°C,燃氣供暖的建築就能在無須重建的情況下轉換。
後續發展
到2011年初,這些熱泵已涵蓋德拉門供暖熱水的85%,並超出預期;該系統此後已回本,每年節省約200萬歐元。Star Renewable Energy接著轉向格拉斯哥的住房協會,與包括紐卡斯爾、曼徹斯特和達勒姆在內的十幾個英國地方議會洽談,在蘇黎世和法國南部有項目,並在貝爾格勒投標;該公司計算,光是泰晤士河就可容納1.25GW的容量,足以供應50萬戶家庭。「供暖脫碳沒有輕鬆的辦法,但我實在想不通為什麼沒有更多案例,」綠色和平英國的道格·帕爾(Doug Parr)說。
追溯依據
參考來源
- Heat pumps extract warmth from ice cold water BBC News · bbc.com ·