向更可持续的供暖和制冷的转变通常发生在每家每户,因为个人房主安装热泵来取代化石动力炉。但在马萨诸塞州的弗雷明汉,一个社区正在共同实现这一转变。

本周,当地的天然气公用事业公司Eversource在一个网络地热系统上破土动工,该系统将连接大约40栋建筑,包括低收入公寓、单户住宅、小企业和附近的消防站。这些建筑不再燃烧化石燃料供热,而是依靠来自地下的零排放热能和电力。这是美国公用事业公司开展的首个此类试点项目

Eversource的高级项目经理Eric Bosworth说:“我们希望展示的是,这项技术确实是可扩展的,它可以推广到更大的客户群。”

试点项目的想法来自家庭能源效率小组(HEET),一个专注于气候解决方案的非营利组织,最初与公用事业公司合作,试图减少天然气泄漏造成的甲烷排放。但当他们看到更大的挑战时——世界最终将不得不从天然气过渡到满足气候目标——他们开始思考基础设施也需要从根本上改变。


“在马萨诸塞州,我们仍在投资数十亿美元新建(天然气)管道,”HEET联合执行董事泽伊内布?马加维(Zeyneb Magavi)表示。“这真的让我们非常担心。在这里,我们投资的新管道需要40年才能获得回报,而且有明确的要求,我们不能在2050年之后使用大部分管道。”

由于一些州出台了新的激励措施和《减少通货膨胀法》,越来越多的房主开始安装热泵。大多数改用这种方式的房主使用“空气源”热泵,从外部空气中汲取能量,为房屋内部供暖。(是的,即使在寒冷的天气里,这也有效。)但从地下捕获热量更有效,因为地下的温度全年不变。如果一组建筑物共享这种地热系统,这种方法也可以是经济有效的。

在弗雷明汉,Eversource将使用一个循环管道系统,该系统可以到达街道以下数百英尺的地方。在冬季,流经管道的液体受到地下温度的加热,然后将能量带到建筑物的热泵中。在夏天,建筑物的多余热量被送回地下,提供空调。来自电网的电力也在向可再生能源发展,为热泵提供动力,并用于在公用管道中将液体在街道上上下移动。

那些无法负担地热能的房主——在一个单独的家庭中,地热能的安装可能要花费4万美元——可以利用公用事业公司在安装基础设施时使用的商业模式,在这种模式下,所有的纳税人都会慢慢地为改进的成本买单。

博斯沃思说:“我们习惯于接受大型资本项目,我们承担成本,我们安装基础设施,我们把它安置到位,然后客户使用这项服务的成本只是热泵本身和连接到我们的共享回路。”该试点项目预计将耗资1470万美元,不过随着公用事业公司获得更多经验,成本将会下降。

“这是一个学习的过程,”Magavi说。“但随着它的运营和规模扩大,降低成本的机会很大。它的前期成本比铺设天然气管道要高,因为你要铺设整个当地的能源系统。所有的能源都在那里——没有从远处来的大管道。不需要来自俄罗斯或乌克兰的天然气。”

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在试点项目中,Eversource将为自愿加入该系统的客户支付所有安装费用。(由于许多家庭目前没有中央空调,而这项新技术可以提供中央空调,因此不缺志愿者,该地区几乎所有居民都报名参加了。)工程正在进行中,预计将在即将到来的冬天完工。

在接下来的两年里,该公司将研究客户与以前的系统相比节省了多少能源,以及他们在电费账单上的差异,无论他们使用的是石油、天然气还是效率较低的电阻加热器。这项研究还旨在确定这种变化减少了多少排放。

同样的网络地热技术也被用于其他一些地方,包括科罗拉多梅萨大学的校园,现在每年节省100万美元的能源成本。但Eversource是第一个实现它的工具。Magavi认为,与公用事业公司合作是迅速走向脱碳的最佳途径。


她说:“顾客不需要在自家院子里腾出空间、预付资金、时间和精力来想办法。”“他们可以直接注册,即使他们是租房者,这对这种转变来说是一个巨大的挑战. . . .我们的目标是到2030年在马萨诸塞州实现100万栋建筑通电。我们还差得远呢。这是一种大大提高速度和规模的方法,使每个人都能获得清洁能源的未来,并获得健康和负担得起的好处。”

由于弗雷明汉的安装是首次试点,选择加入的客户如果在两年的测试后不满意,可以选择切换回旧的基础设施。(博斯沃思表示,由于这项技术显然是可行的,因此这种情况不太可能发生。)下一个获准的地热技术示范项目是与公用事业公司国家电网(National Grid)合作,该项目将为附近城市洛厄尔(Lowell)的一个社区提供全面电力,包括更换燃气灶和拆除旧的基础设施。

HEET正在与全国13家公用事业公司就这项技术进行对话。一些州正在迅速采取行动支持这种做法,比如纽约,该州在2023年通过了一项法律,要求大型公用事业公司提出类似的试点项目;其中17个已处于规划阶段。在弗雷明汉,市政、公用事业和非营利组织最近获得了一笔拨款,用于研究在正在建设的项目附近再建一个项目的可能性。

如果试点项目成功,更大的项目可能会跟进。这种方法可以为脱碳提供一条更顺畅的道路,而不是依靠建筑物所有者单独做出改变,至少在城市地区,那里有足够的密度来支持这种类型的网络。目前存在的风险是,较富裕的房主将比其他人更快地放弃使用天然气,随着时间的推移,一小部分客户将为老化、昂贵的天然气基础设施买单。

“如何在转型过程中不出现崩溃、安全问题、劳动力流失和价格上涨?”Magavi问道。她说,公用事业需要发展,而联网地热技术可能是答案。

更正:第二集将在洛厄尔市播出,而不是沃尔瑟姆市。