Міста все частіше звертаються до земної кори під ногами у пошуках стійкого рішення для опалення та охолодження. Зростаюча кількість міських геотермальних проектів, таких як нещодавно завершений хмарочос Riverie у Брукліні, демонструє, як густонаселені міські райони можуть використовувати стабільні підземні температури, щоб значно знизити залежність від викопного палива. Йдеться не про глибокоземну генерацію електроенергії, а про використання постійного теплового ресурсу всього в десятки або сотні футів під поверхнею.
Riverie: Знаковий Проект
Riverie є чудовим прикладом цієї тенденції. З 320 свердловинами, пробуреними на глибину майже 500 футів, це зараз найбільша житлова будівля з геотермальним опаленням у штаті Нью-Йорк і найбільша система геообміну у висотному будівництві в США. Забудовники з Lendlease стратегічно встановили систему до укладання фундаменту будівлі – критично важливий крок, враховуючи постійний, підземний характер системи. Сам масштаб вражає: 65 миль трубопроводів підключено до 1100 теплових насосів у 834-квартирній будівлі.
Як працює міська геотермальна енергія
На відміну від традиційних геотермальних електростанцій, які витягають тепло з глибин у кілька миль, міські системи використовують відносно стабільні температури, що трапляються поблизу поверхні. Перші 100 метрів (328 футів) землі діють як теплова губка, поглинаючи та віддаючи тепло від міської діяльності. Нижче цієї глибини природний геотермальний градієнт бере на себе управління, забезпечуючи постійні температури цілий рік.
У Riverie суміш рідини циркулює через U-подібні труби (підземні контури), закопані під будівлею. Взимку ця рідина поглинає тепло із землі та концентрується за допомогою компресора, перш ніж циркулювати у повітрі всередині приміщень. Влітку процес звертається: надмірне тепло повертається до землі. Ця система покладається на теплові насоси, які використовують геотермальну енергію, що ефективно передають теплову енергію, а не генерують її з нуля.
Інженерні Завдання та Рішення
Установка такої системи в густонаселеному міському середовищі є унікальними завданнями. Розташування Riverie на березі річки зажадало спеціалізованих методів буріння, щоб запобігти обвалу свердловин у пухкому водонасиченому грунті. Бурова установка з подвійним обертанням, яка обертає як внутрішню бурильну трубу, так і зовнішню сталеву обсадну трубу одночасно, забезпечила стабільність під час буріння на глибину 499 футів.
Інженери використовували сталеву обсадну трубу для захисту свердловин від ґрунтових вод та високоміцні поліетиленові труби з корозійною стійкістю для довговічності. Геологічні умови скельних порід на ділянці виявилися ідеальними для ефективного теплообміну, хоча обережне управління, як і раніше, необхідно, щоб уникнути перегріву.
Важливість Постійного Управління
Успіх міської геотермальної енергії залежить як від установки; безперервний моніторинг та управління мають вирішальне значення. Генеральний директор Diverso Energy Тім Вебер наголошує, що некероване геотермальне поле може перегрітися. Одна з ключових стратегій – використовувати надмірне тепло влітку для попереднього нагрівання води для котла будівлі, балансуючи загальну температуру системи. Ціна помилки висока: відмова у підземній системі неприйнятна, враховуючи її важливу роль у контролі клімату в будівлі.
Міська геотермальна енергія є перехід до більш стійкої інфраструктури. Оскільки міста стикаються зі зростаючим тиском зниження викидів, використання природних теплових ресурсів Землі, ймовірно, стане стандартною практикою, а не просто інноваційним винятком.
