Обогревать 834-квартирную башню, строящуюся на набережной Бруклина, будет дыра в земле. На самом деле, это будет 322 отверстия, каждое около 4 дюймов (10 сантиметров) в поперечнике и ровно 499 футов (152 метра) в глубину — если оно окажется глубже, штат Нью-Йорк сочтет это горнодобывающим проектом. Эти отверстия составляют сердцевину системы геотермального теплового насоса. Ожидается, что это сократит выбросы углерода на 53% по сравнению с сопоставимым зданием, использующим обычные системы отопления и охлаждения. По завершении строительства в 2025 г. объект станет одним из крупнейших жилых зданий в США, использующих эту технологию.

На здания приходится около 8% мировых выбросов углерода, в основном за счет сжигания ископаемого топлива для отопления, а тепловые насосы широко рассматриваются как важный инструмент, позволяющий сделать дома чище. Расходы на системы бытовых тепловых насосов выросли на 9,6% до 64,3 млрд долларов во всем мире в прошлом году на фоне растущего стремления электрифицировать большую часть международной экономики. Бруклинский проект станет важным испытанием для Lendlease Corp., австралийского разработчика, который создает систему геообмена в 1 Java Street, полностью электрическом жилом комплексе, расположенном вдоль набережной Гринпойнт в Бруклине.

«Мы больше не хотим использовать природный газ ни в одном из наших зданий», — сказала Сара Нефф, глава отдела устойчивого развития Lendlease в Америке. Если система на 1 Java сработает, компания планирует использовать их больше в будущих проектах в США. Lendlease заявила, что ее геотермальная система увеличит затраты на строительство примерно на 6%. Часть этих расходов будет покрыта государственным грантом в размере 4 миллионов долларов.

Когда строительство будет завершено, 1 Java Street станет одним из самых больших зданий в США, использующих систему геотермального теплового насоса, которые работают, перемещая тепло между внутренней и внешней частью здания, и могут использоваться как для обогрева, так и для охлаждения. В более распространенных системах с прямым подачей воздуха используется электрический компрессор, который оказывает давление на жидкий хладагент внутри замкнутых змеевиков трубопровода и имеет клапаны для сброса давления. Летом теплый воздух в помещении охлаждается, так как тепловая энергия поглощается жидкостью, которая испаряется в газ. Компрессор оказывает давление на газ, делая его еще более горячим, когда он поступает в наружные змеевики. Затем воздух снаружи поглощает часть этой тепловой энергии, когда хладагент охлаждается и снова конденсируется в жидкость. Клапаны уменьшают давление на жидкость, которая охлаждается еще больше, возвращаясь внутрь для повторения цикла. Зимой процесс идет в обратном направлении. Ключевым моментом является то, что регулировка давления может сделать жидкость более горячей, чем наружный воздух, летом или более прохладной, чем наружный воздух зимой.

Геотермальные системы используют те же основные принципы, но они основаны на том факте, что температура под землей остается около 55 °F (13 °C), независимо от того, насколько горячий или холодный воздух наверху. Летом вода, смешанная с добавкой, препятствующей замерзанию и коррозии, закачивается по трубам в скважины, где охлаждается, а затем поднимается для охлаждения здания. В холодную зимнюю погоду стабильная температура под землей может довести температуру воды до 55 °F, а затем электрический нагреватель делает ее еще теплее, поскольку вода прокачивается через здание для обогрева.

Геотермальная система является ключом к ограничению использования энергии на объекте, который будет полностью электрическим (включая индукционные плиты). Для воды, подаваемой в квартиры, будет использоваться постоянная подземная температура, чтобы довести ее до 55 °F, а затем электрический бойлер сделает ее достаточно горячей для душа и мытья посуды. 55-градусная вода в замкнутой системе будет использоваться для регулирования температуры вместо электрических кондиционеров или газового отопления.

Хотя 1 Java будет больше зависеть от электричества, чем обычное здание, оно будет нуждаться в нем меньше, сказал Скотт Уолш, директор проекта. Это связано с тем, что электрические тепловые насосы более энергоэффективны, чем широко используемые сейчас системы отопления и охлаждения. Он ожидает увидеть больше зданий, использующих эту технологию, на фоне глобального стремления отказаться от ископаемого топлива.

«В холодном климате полностью электрическое здание невозможно с финансовой точки зрения без такой системы, — сказал Уолш.

Установка геотермальных систем, как правило, значительно дороже, чем установка других тепловых насосов, а необходимые земляные работы затрудняют их установку в существующих зданиях. Геотермальные тепловые насосы более распространены в крупных коммерческих зданиях, чем в домах на одну семью, и становятся все более популярными среди застройщиков, потому что системам требуется меньше энергии для работы, чем версиям с прямым воздухом, и они более рентабельны в долгосрочной перспективе, считает Льюис Уильямс, аналитик BloombergNEF.

Но глобальная борьба за сдерживание изменения климата делает все тепловые насосы более популярными, потому что они полностью электрические и устраняют необходимость в газовом нагреве. Расходы на тепловые насосы удвоились с 2015 года и государственные стимулы, особенно в Европе и США, означают, что спрос будет продолжать расти.

«Тепловые насосы становятся гораздо большей частью решения по обезуглероживанию зданий», — сказал Уильямс.

Коммунальные предприятия также находят способы использовать геотермальные тепловые насосы в своих сетях. Национальная сеть объявила один такой проект в сентябре в Массачусетсе, и Vermont Gas Systems Inc. также планирует еще один. В конце прошлого года регулятор Нью-Йорка попросил крупнейшие коммунальные предприятия штата придумать собственные планы по внедрению технологии.

В пригороде Бостона Eversource Energy устанавливает систему геотермального теплового насоса, которая использует сетевую конструкцию и будет обеспечивать отопление и охлаждение 39 зданий в одном районе. Это первая коммунальная компания в США, испробовавшая этот подход, который, как ожидается, сократит как счета клиентов, так и выбросы углекислого газа, поскольку не будет полагаться на природный газ или мазут.

Этот проект соединит жилые и коммерческие здания, в том числе несколько квартир для малоимущих, с более чем 100 скважинами, глубина которых достигает 600 футов. Каждое здание будет иметь свой собственный тепловой насос, и ожидается, что система будет введена в эксплуатацию до начала отопительного сезона следующей зимой, сообщила Никки Бруно, вице-президент по экологически чистым технологиям Eversource. Ожидается, что усилия будут стоить от 10 до 12 миллионов долларов.

Скотт Уолш, директор проекта 1 Java Street, ожидает увидеть больше зданий, использующих геотермальные тепловые насосы, на фоне стремления отказаться от ископаемого топлива.

Система будет потреблять гораздо меньше электроэнергии для охлаждения, чем обычные кондиционеры, что снижает счета клиентов летом. Зимой люди, которые используют газовое отопление, вероятно, также увидят некоторую экономию. Около 24% домов Массачусетса нагреваются с помощью какого-либо вида мазута, и эти клиенты увидят более значительное снижение затрат, сказал Бруно. Eversource считает это проверкой и говорит, что пока не может дать более конкретных прогнозов экономии, но ожидает, что выбросы среднего бытового потребителя снизятся примерно на 60%.

Подготовлено ProFinance.ru по материалам Bloomberg

MarketSnapshot — Новости ProFinance. Ru и события рынка в Telegram

По теме:

Украинский конфликт ускорит глобальный переход на возобновляемые источники энергии — МЭА

Угольная энергетика в США продолжает умирать

Китай делает ставку на уголь в условиях энергетической безопасности

Франция наносит США ответный удар проектом закона о «зеленой промышленности»

Быстрый переход Индии на электромобили заставляет задуматься о долгосрочных потребностях в топливе