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我们不可能100%使用可再生能源来为美国和加拿大的所有建筑供电。在向可再生能源生产过渡的过程中,除非化石燃料的储备能够弥补电力供应的下降,否则我们绝对会出现轮流限电。
这些说法仍然正确吗?越来越多的社区正在寻找一种方法来使用更高比例的可再生能源,但仍有很大的差距需要填补。化石燃料是平滑可再生能源流动所需的能源,还是我们忽视了我们面前的一些东西?
罗尔斯一家在密苏里州的乡村生活了大约25年。我的父母卖掉了我们在犹他州帕克城的房子,在密苏里州斯普林菲尔德附近买了一个农场。我们拥有一大片乡村房产,既奢侈又有责任。每年至少有一次,我们家的一棵大树会死亡或被闪电击中。
邻居们要么让树在原地腐烂,要么把它烧成一大堆,要么把它捡起来当柴火。当地的企业家把劈开的木头装满他们的皮卡车,停在当地超市的停车场上,在仪表板上写着美元符号,宣传一捆木头的交货价格。
从清洁能源的角度来看,收获的木柴接下来发生的事情有高有低。在最糟糕的情况下,这些木头被用来生火焚烧垃圾。这不是一个理想的结果;在农村地区,这是一种廉价的垃圾处理方式,但却是一种不受欢迎的点源污染。
一些家庭使用简单的室外木材锅炉来补充丙烷的使用。如果没有适当的注意,火灾可能会燃烧并产生烟雾排放。冷燃烧,低悬的烟雾滚滚的财产是许多木材锅炉的声誉。
一些社区完全禁止使用木质锅炉,因为房主的干预在防止高颗粒物燃烧方面不够可靠。用稳定的原木供应来保持木材锅炉整天燃烧绝对是一门艺术。
木材能源的未来是高效、热燃烧和低颗粒物质排放的锅炉。通常,这些锅炉是从排放法规严格的欧洲国家进口的。颗粒或木屑可以用来代替芯材,以提供一致的,更容易管理的燃料来源。低湿度百分比的燃料和持续的高温燃烧使这些电器走出了木头动力的黑暗时代。
木材发电是否可以支持一个更大的社区?农村地区拥有大量木材的家庭可能不需要任何额外的基础设施。几英里外的郊区住宅可能没有可持续的木材供应。这些家庭通常有大型丙烷罐用于加热能源。
地区木屑颗粒和木屑供应商是否有可能取代农村丙烷和燃料油供应商?
木材锅炉系统
如果你开车到密歇根州上半岛的东端,有一连串的岛屿延伸到休伦湖,并穿过安大略省。在一个名为wikemikong的城市,木材燃料网络已经成为现实。有200户家庭依靠木质颗粒的配送中心,类似于农村的丙烷服务。
一辆配送卡车在一个高架的储存库下行驶,储存库在拖车里装满了颗粒,类似于燃煤电厂。卡车四处行驶,用颗粒填充储藏室或小筒仓,岛上居民可以用这些颗粒为现代木材锅炉提供燃料(https://bit.ly/3OWGIbm)。
Wikwemikong的能源规划师苏·曼尼托瓦比(Sioux Manitowabi)在这段YouTube视频(https://bit.ly/3vIsq7A)中介绍了其配送系统中的设施。他说:“我们是第一批在加拿大这样做的原住民之一。思考绿色,为我们的社区走向绿色,为我们的居民提供低成本的供暖能源。”
系统的核心是木材锅炉,配合低温流体分配,这些系统是一个成功的策略。缓冲罐最大限度地提高锅炉的循环效率。电子换向电机泵和辐射加热分配提供理想的效率和舒适性。
为了评估木材是否适合一个社区,你必须从一个基本问题开始:在我的地区,森林砍伐和可持续收获的木材燃料有什么区别?如果你在一个100英亩的农场里砍掉所有的树,并在一年内烧掉它们,你就没有可持续地收获这片土地。你已经摧毁了一个巨大的碳汇,之后可能会回到对化石燃料的依赖。
如果你有一个树木收获到树木种植的平衡,有足够的时间让种子长成成熟的树木,木材是你所在地区的可持续燃料。这种情况在加拿大和美国北部的大部分地区都是可能发生的。
如果你想了解更多关于这些现代木材系统的知识,我最喜欢的设计师之一是Biothermic wood Energy systems,位于安大略省桑德贝(www.biothermic.ca)。Mike和Vince Rutter兄弟热衷于以可持续的方式重新构想木材。
当考虑到木材锅炉的总运行价值时,“使用生物质发电的效率大约是25%,”迈克·鲁特说。“然而,设计良好的热系统的效率是80%到90%。”
区域可再生
能源
在凤凰城,阳光是最丰富的可再生资源。在怀俄明州的石泉市。在美国,风能可能是最容易获得的可再生能源。在俄勒冈州一个树木繁茂的乡村社区,在一条土路的尽头,木材可能是最可行的可再生选择。
太阳能和风能不需要链锯、反铲、运输卡车、木材分离器和存储设施来为将阳光/风能转化为电能的设备提供能量。
然而,如果木材加工是在客户的小半径内进行的,对环境的影响就会降低。此外,如果你的邻居到处都是树,一天中没有多少小时的阳光可以捕捉,太阳能可能不是最好的选择。
没有一种单一的燃料或能源可以完美地、可持续地解决北美每个家庭的问题。现代木质锅炉技术未得到充分利用。对于不太可能在不久的将来看到公用事业规模的风能或太阳能农场上线的农村社区来说,木材可能是化石燃料的可行替代品,有助于未来拥有更好的可持续能源结构。l
马克斯·罗尔(Max Rohr)是卡莱菲北美公司的教育和行业参与经理。从犹他大学毕业后,他在意大利的Caleffi总部开始了他的制造业生涯。此后,他在几家HVAC/P行业公司的制造商代表和批发分销渠道工作,然后于2020年返回Caleffi。可以通过max.rohr@mac.com和Instagram @caleffi_na_max与他联系。