يريد دنفر تدفئة وتبريد المباني بدون الوقود الأحفوري: NPR
تخطط دنفر لتدفئة وتبريد مجموعة من المباني في وسط المدينة باستخدام نظام يستخدم المياه والطاقة الحرارية الأرضية وحتى الحرارة من … مياه الصرف الصحي.
آرون أونتيفيروز / دنفر بوست عبر Getty Images
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
آرون أونتيفيروز / دنفر بوست عبر Getty Images
تخصص NPR أسبوعًا للقصص والمحادثات حول كيفية سير المجتمعات المضي قدما في الحلول المناخية على الرغم من الرياح السياسية المعاكسة الكبيرة. بينما توقف الحكومة الفيدرالية خططها لمعالجة تغير المناخ، تحاول الولايات والمدن والمناطق وحتى الأحياء سد الفجوة عن طريق الحد من تلوث المناخ والتكيف مع الطقس القاسي.
دنفر ــ كما هو الحال في العديد من المدن الأميركية، فإن أكبر مصدر لتلوث المناخ في دنفر هو مبانيها. يتطلب تشغيل وتدفئة وتبريد ناطحات السحاب في المدينة الكثير من الوقود الأحفوري.
والآن، تحاول المدينة إيجاد حل أكثر مراعاة للبيئة. وتخطط لتدفئة وتبريد مجموعة من المباني الكبيرة في وسط المدينة باستخدام مزيج من الماء وحرارة الأرض ومياه الصرف الصحي.
يقع Cherokee Boiler House، بالقرب من وسط مدينة دنفر، في مركز هذه الخطة. على الرغم من المظهر الخارجي الجميل المصنوع من الطوب للمصنع المحفوظ، إلا أنه من الداخل مليء بالأنابيب الخشخشة وعلامات الخطر وجثث الصراصير.
يقول عمدة دنفر مايك جونستون: “يبدو أنه مكان جيد لمشاهدة فيلم رعب أو فيلم رعب”.
لكن المدينة ترى إمكانات في هذه الآثار. يعتقد مسؤولو المدينة أنها يمكن أن تلعب دورًا رئيسيًا في هدف دنفر المتمثل في تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة إلى الصفر بحلول عام 2040 – وتوفير أموال دافعي الضرائب في هذه العملية.
يقول جونستون: “نعتقد أننا نقف أمام ما يمكن أن يكون مستقبل الطاقة في دنفر، وهي طاقة خالية من التلوث وبأسعار معقولة”.
هل تريد المزيد من القصص مثل هذه؟ قم بالتسجيل في NPR حتى النشرة الإخبارية الأولى
ستقوم دنفر بتجربة ما يسمى بشبكة الطاقة الحرارية. وتوجد بالفعل شبكات مماثلة في الجامعات وفي بعض المدن حول العالم. إذا نجح الأمر هنا، فيمكن أن يكون مثالاً لكيفية إزالة الكربون من قلب مدينة كثيف في وسط المدينة في الولايات المتحدة.
عمدة دنفر مايك جونستون يقوم بجولة في Cherokee Boiler House، بالقرب من وسط مدينة دنفر. يقول جونستون: “نعتقد أننا نقف أمام ما يمكن أن يكون مستقبل الطاقة في دنفر، وهي طاقة خالية من التلوث وبأسعار معقولة”.
ماكنزي لانج / أخبار CPR
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
ماكنزي لانج / أخبار CPR
من نظام البخار إلى “الحلقة المحيطة”
تتم حاليًا تدفئة أكثر من مائة مبنى في وسط مدينة دنفر بواسطة أقدم نظام بخار تجاري يعمل باستمرار في العالم، والذي يتطلب حرق الغاز الطبيعي، وهو وقود أحفوري.
عندما تم بناء الشبكة البخارية لأول مرة في أواخر القرن التاسع عشر، اعتبرتها الصحف أعجوبة. لكنها اليوم متسربة وغير فعالة.
وقد تضاعفت فواتير البخار للعملاء في العقد الماضي، وفقا لمكتب المناخ في المدينة، بسبب زيادة تكاليف الصيانة، وأسعار الوقود الأحفوري، والانخفاض المستمر في عدد العملاء الذين يغادرون النظام.
يتطلب قانون المدينة لعام 2021 من المباني الكبيرة في دنفر خفض انبعاثات الغازات الدفيئة أو احتمال مواجهة عقوبات في غضون بضع سنوات. لكن تحقيق هذه الأهداف قد يكون مستحيلا بالنسبة للعملاء الذين عالقين في نظام البخار القديم، وفقا للمدينة.
لذا، تخطط المدينة خلال العقد المقبل لإعادة استخدام أجزاء من أنظمتها القديمة لإنشاء شبكة تدفئة وتبريد جديدة لـ 11 مبنى مملوكًا للمدينة، والتي تسميها “الحلقة المحيطة”.
إليزابيث بابكوك، المديرة التنفيذية لمكتب دنفر للعمل المناخي والاستدامة والمرونة، تقوم بجولة في مصنع شيروكي بويلر هاوس القديم. يعتقد مسؤولو المدينة أنها يمكن أن تلعب دورًا رئيسيًا في جهود دنفر للتخلص من انبعاثات الغازات الدفيئة بحلول عام 2040.
ماكنزي لانج / أخبار CPR
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
ماكنزي لانج / أخبار CPR
ستقوم الشبكة بتدفئة وتبريد المباني باستخدام أنابيب تحت الأرض مملوءة بالمياه. وتدور هذه المياه بين المباني مثل النهر البطيء، وتربطها معًا في حلقة (وهي “محيطة” بسبب درجة حرارة الماء الفاترة نسبيًا).
ويتم بعد ذلك تجهيز كل مبنى بمضخات حرارية مصدرها المياه. هذه أجهزة فائقة الكفاءة يمكنها نقل الطاقة من المياه المتداولة إما لتدفئة المبنى أو تبريده.
تقول إليزابيث بابكوك، رئيسة مكتب دنفر للعمل المناخي والاستدامة والمرونة: “في الأساس، يمكن للمضخات الحرارية نقل الحرارة أينما تحتاج إليها”.
اليسار: داخل بيت غلايات شيروكي. على اليمين: تظهر أنابيب توزيع البخار داخل المصنع. في نهاية المطاف، سيكون مصنع شيروكي بويلر هاوس بمثابة مركز مركزي لإدارة الشبكة الحرارية الجديدة – “العقل المدبر والقوة” للنظام، كما يقول درو هالبيرن، من مكتب المناخ بالمدينة.
ماكنزي لانج / أخبار CPR
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
ماكنزي لانج / أخبار CPR
عندما يكون المبنى ساخنًا جدًا، تمتص المضخات الحرارية الحرارة من الهواء الداخلي وتلقيها في المياه المنتشرة. عندما يكون المبنى باردًا جدًا، يمكن للمضخات أن تمتص الحرارة من الماء لرفع درجة الحرارة في الداخل.
والأهم من ذلك، أنه نظرًا لأن المباني مرتبطة ببعضها البعض في حلقة، فيمكنها مشاركة الطاقة. على سبيل المثال، إذا تعرض المتحف الفني لسخونة زائدة، فإن المضخة الحرارية ستتخلص من حرارتها الزائدة في الماء. ثم تتدفق هذه المياه إلى مبنى بلدي قريب، حيث يمكن لمضخة حرارية أخرى أن تسحب تلك الحرارة الإضافية للتدفئة.
في نهاية المطاف، سيكون Cherokee Boiler House مركزًا مركزيًا لإدارة الحلقة – “عقل وقوة” النظام، وفقًا لدرو هالبيرن، من مكتب المناخ بالمدينة.
وتقدر المدينة أن تكلفة بناء الشبكة ستتراوح ما بين 280 مليون دولار إلى 320 مليون دولار على مدى العقد المقبل، على الرغم من أنها تقول إن هذه التكاليف قد تنخفض. يتم تمويل المشروع التجريبي من خلال مزيج من أموال المدينة ومنحة الدولة. وفي نهاية المطاف، قد تضطر المدينة إلى إصدار سندات أو البحث عن استثمارات خاصة للحصول على المزيد من التمويل.
وحتى مع ارتفاع التكلفة الأولية، فإن الحلقة أرخص بنسبة تصل إلى 75% من الطرق الأخرى لإزالة الكربون من تلك المباني، وفقًا لـ aa. تقرير الجدوى 2025وسيكون أرخص وأكثر خضرة من البقاء على البخار.
امرأة تمشي مع كلبها أمام مبنى انتخابات دنفر، وهو أحد المواقع التجريبية للشبكة الحرارية الجديدة في المدينة. تخطط دنفر لاستخدام الطاقة الحرارية الأرضية والاستفادة من الحرارة الزائدة الناتجة عن مياه الصرف الصحي.
ماكنزي لانج / أخبار CPR
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
ماكنزي لانج / أخبار CPR
التنصت على الحرارة تحت قدمي دنفر
تخطط المدينة للبدء بعدد قليل من المباني. ومع انضمام المزيد من المباني، ستحتاج الحلقة إلى المزيد من الطاقة للحفاظ على درجة حرارة الماء المناسبة. لذا تعتقد المدينة أن بإمكانها الاستفادة من مصدر لا حدود له تقريبًا من الطاقة النظيفة، ألا وهو حرارة الأرض.
لمعرفة المزيد عن المجتمعات الرائدة في مجال الطاقة الحرارية الأرضية، قم بمراجعة النقاط الساخنة مسلسل من أخبار CPR.
وتحت مواقف السيارات في وسط المدينة، تخطط المدينة لحفر مئات من آبار الطاقة الحرارية الأرضية، والتي ستستفيد من الطاقة من عمق أكثر من 1000 قدم تحت الأرض.
ستكون هذه بمثابة بطارية من نوع ما للشبكة. سوف تغوص الأنابيب المملوءة بالماء في الثقوب، حيث ستتبادل الطاقة مع الأرض. بعد ذلك، ستستمر هذه الأنابيب في الوصول إلى المباني الموجودة في الحلقة.
تكون الحرارة الأرضية مجانية بشكل أساسي بمجرد إنشاء النظام، على الرغم من أن حفر الآبار قد يكون مكلفًا للغاية.
لكن المدينة تأمل أيضًا في الاستفادة من مصدر آخر غير متوقع للطاقة “النظيفة”: مياه الصرف الصحي.
راكب دراجة يمر بمياه الصرف الصحي المعالجة أثناء تدفقها إلى نهر جنوب بلات في منشأة معالجة مترو ووتر ريكوفري. تحتوي مياه الصرف الصحي الدافئة على طاقة حرارية، والتي تخطط المدينة للاستفادة منها.
ماكنزي لانج / أخبار CPR
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
ماكنزي لانج / أخبار CPR
صلصة دنفر السرية: مياه الصرف الصحي
يقول دان فريدمان، مدير التكنولوجيا والابتكار في شركة مترو ووتر ريكوفري، وهي مؤسسة مياه الصرف الصحي في المدينة، إن معظم الناس لا يفكرون في مياه الصرف الصحي كمصدر للطاقة.
لكن الاستحمام وغسل الملابس والذهاب إلى الحمام يولد مياه صرف دافئة مليئة الحرارية الطاقة – والتي تصبح حرارة.
يعترف فريدمان بأن هذه ليست نقطة البيع الأكثر إثارة في النظام.
وقال فريدمان خلال جولة في منشأة معالجة مترو في دنفر: “إذا كنا صادقين، فإن الطاقة الحرارية الأرضية تبدو أكثر جاذبية من المياه الحرارية العادمة”.
حاليًا، تتم معالجة مياه الصرف الصحي في دنفر وإلقائها في نهر جنوب بلات بينما لا يزال الجو دافئًا. وهذا ليس بالأمر الجيد بالنسبة لصحة النهر، وفي غضون عدة سنوات، للامتثال للوائح البيئية الحكومية، سيتعين على شركة مترو تبريده.
إنها حرارة شديدة. وفي بعض الأحوال الجوية، يمكن أن تحتوي مياه الصرف الصحي على حوالي أربعة أضعاف الحرارة التي تستخدمها المباني على نظام البخار الحالي خلال فصل الشتاء، وفقا لفريدمان.
وتأمل المدينة في سحب بعض هذه الحرارة من أجل الحلقة، باستخدام تقنية تسمى المبادل الحراري الموضوعة مباشرة داخل خط الصرف الصحي الرئيسي.
وهذا من شأنه أن يوفر على المرافق من دفع المزيد لتبريد مياه الصرف الصحي وحرق المزيد من الطاقة في هذه العملية. ويمكن أن يفتح أيضًا مصدرًا جديدًا للدخل.
يقع أكبر نظام “لاسترداد حرارة المجاري” في أمريكا على الطريق مباشرةً، في مجمع ضخم في دنفر. ومع ذلك، فإن تنفيذ التكنولوجيا على مستوى المدينة يمكن أن يؤدي إلى اعتمادها على نطاق أوسع بكثير.
يقول فريدمان: “إذا نجح الأمر، فأنا واثق بشكل لا يصدق من أنه سينطلق”.
يقف دان فريدمان في منشأة المعالجة التابعة لشركة Metro Water Recovery على طول نهر South Platte في دنفر.
ماكنزي لانج / أخبار CPR
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
ماكنزي لانج / أخبار CPR
نموذج لمراكز المدن الأخرى؟
بدأت مدينة دنفر على نطاق صغير، ففي غضون عامين تقريبًا، لن يتمكن سوى مبنيين ونظام ذوبان الجليد على الرصيف من تجربة نسخة مصغرة من الحلقة. وبحلول عام 2030، تخطط المدينة لربط تسعة مباني.
ويشعر العمدة جونستون بالتفاؤل لأنه إذا نجح المشروع التجريبي، فيمكن تكييفه مع الآلاف من عملاء الغاز الطبيعي بالقرب من وسط المدينة، مما يسرع دفع المدينة للقضاء على انبعاثاتها.
ويقول: “إذا تمكنت من القدوم إلى واحدة من أكثر مراكز المدن ازدحامًا وحيوية في العالم واكتشفت أن أيًا من تلك المباني يتم تسخينه وتبريده بالمياه، فهذا يعد إنجازًا كبيرًا للمدينة، وأعتقد أنه إنجاز كبير للبلاد”.
تم التعديل بواسطة راشيل فالدهولز
