美国脱碳建筑供能从何而来？

一栋在建公寓楼位于布鲁克林海滨，容纳住户多达834个单元，实现该公寓供暖的关键取决于一个地洞。

该地洞实际包含322个洞，均宽约10厘米，深152米，是该公寓地热热泵系统的核心。与使用传统加热冷却系统的建筑相比，该系统有望减少53%的碳排放量。爪哇街1号(1 Java Street)建设项目预计于2025年完工，届时将成为美国大规模使用地热热泵系统的住宅建筑之一。

建筑碳排放量约占全球总排放量的8%，主要来自化石燃料燃烧供暖，因而人们将热泵视为家庭重要的节能清洁工具。随着全球经济电气化程度越来越高，去年全球住宅热泵系统支出增长9.6%，增至643亿美元。而布鲁克林的爪哇街1号项目(1 Java Street)将是对澳大利亚跨国地产开发和基础建设集团联实集团(Lendlease Corp.)的一次重要考验，以期实现该集团全球业务的净零排放。

联实集团美洲地区可持续发展负责人萨拉·内夫(Sara Neff)表示，“我们不想再在任何一栋建筑里使用天然气了”。如果该项目能够成功，地热热泵系统能够生效，该公司将在未来项目中加大使用力度。

联实集团表示，地热热泵系统将增加约6%的建筑成本，但总额400万美元的国家拨款可以为其提供部分资金支持。

热泵的工作原理是在建筑物内外部间传递热量，从而实现供热和制冷。更为常见的是直接空气系统，该系统利用电动压缩机，在封闭管线内对液体制冷剂施加压力，并通过阀门释放压力。在夏天，热的室内空气由液体制冷剂吸收，而后蒸发又冷却，过程中部分热量得以吸收，阀门降低流体压力，回流到内部重复循环时，温度大大降低。在冬天，过程正好相反。

地热系统工作原理与热泵基本相同，但有一点需要注意：无论地表温度如何，地下温度均保持在55华氏度(即13摄氏度)左右。在夏天，掺入冻结和腐蚀抑制剂的水经由管道泵入孔洞内，紧接着水温骤降，随后运输至地面给建筑物降温。在冬天，稳定的地温可以使水温保持在55华氏度，在水循环泵送过程中，电加热器继续升高水温，从而实现给建筑物供暖。

该项目主管斯科特·沃尔什(Scott Walsh)表示，尽管地热热泵系统建筑将比传统建筑更依赖电力，但其实际耗电量会更少。这是因为电动热泵比现在广泛使用的加热冷却系统更加节能高效。因而，随着全球努力减少对化石燃料的依赖，越来越多的建筑将应用热泵技术。

安装地热热泵系统成本更高，同时挖掘难度较大导致该系统难以应用到现有建筑中。彭博新能源财经(BloombergNEF)的分析师刘易斯·威廉姆斯(Lewis Williams)表示，与独户住宅相比，地源热泵在大型商业建筑中更为常见且备受开发商的青睐。这是因为该系统比直接空气系统耗能更少，长远来看成本效益更高。

随着全球努力应对气候变化问题，各种热泵越来越为人们所认可。一是由于其全自动化特点，二是由于它可以完全替代化石燃料。自2015年以来，热泵支出翻了一番；此外，尤其是在欧洲和美国，政府针对该系统推出激励政策，这意味着热泵需求将继续增长。

威廉姆斯表示，“热泵正成为建筑行业脱碳解决方案中越来越重要的一部分”。

在波士顿某郊区，Everource Energy能源公司正在安装地热热泵系统。该系统采用网络化设计，将为社区内39座建筑楼提供供暖和制冷服务。这是美国首家尝试地热热泵技术的公用事业公司，预计该措施可以降低对油气燃料的依赖，减轻客户经济负担，减少碳排放。

相比传统供暖制冷系统，该系统供暖和制冷用电量更低，进而大幅度降轻人们在夏冬两季的用电支出。布鲁诺表示，马萨诸塞州约24%的家庭使用某种燃油供暖，但应用地热热泵系统后，供暖成本将显著降低。该公司表示，“这只是测试，目前还不能提供更具体的节能预测，但可以预计住宅用户的平均排放量下降60%左右。”。

布鲁诺表示，“这将是一场节能游戏！”

 作者：金晓坤

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