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我们可能很快就会听到比以往更多的关于地热供暖和制冷系统的消息。对于在我们这部分业务工作的人来说,过去十年的起起落落只能用过山车来形容。
地源系统几乎是无碳的,并且具有长期的性能证明。2013年,美国环境保护署将地源热泵描述为最节能、最环保、最具成本效益的空间调节系统。
在家庭和建筑物中安装地热系统的人将其描述为空调系统中的劳斯莱斯,部分原因是它们的前端成本很高,而且它们有时与辐射传输相结合,从而产生舒适,豪华的室内感觉。
地热是一种极好的低碳、低运营成本的解决方案,具有诱人的投资回报,但采用地热一直很困难,因为我们似乎无法支付前期费用。因此,尽管美国每年新增约6万个系统——过去几十年总共安装了100多万个,但增长速度一直被视为令人失望。单户系统可能要花费数万美元,但好消息是这种情况最终可能会改变。
只要政府加大力度,提供强有力的现金激励措施,让人们更容易承担安装成本,太阳能电池板的销量就会飙升。不幸的是,当涉及到地热时,很难获得激励预算。
此外,作为一项低碳技术,它一直受到既得利益集团的积极阻碍。地热有资格获得30%的清洁能源税收抵免,然后没有(行业强烈抗议),现在又有了。政治足球。
但世界正在变化。耶鲁大学的民意调查显示,所有政治派别的美国人比以往任何时候都更关心气候崩溃。地热在2018年初恢复了联邦清洁能源税收抵免。
城市正在逐步淘汰化石燃料
此外,城市和州也在积极行动,制定了雄心勃勃的目标,特别是在清洁建筑系统和发电领域。在谈话之后,比以往任何时候都更有具体的立法行动,以守则、条例和标准的形式出现。最先进的司法管辖区正计划在几十年内消除几乎所有化石燃料的使用。
在北美,最积极的城市包括德克萨斯州的奥斯汀;波士顿;科罗拉多州博尔德。芝加哥;休斯敦;洛杉矶;明尼阿波里斯市;路易斯安那州新奥尔良;纽约市;俄勒冈州波特兰。 Philadelphia; San Francisco; San Jose, Calif.; Santa Monica, Calif.; Seattle; Washington; and the Canadian cities of Toronto, Vancouver and Montreal.
尽管加州和马萨诸塞州多年来一直领导着六个绿色州,但最近已经变成了几十个州。在纽约市的帮助下,纽约州突然走在了所有州的前面。过去几个月,纽约市通过了几项激进的法案。
纽约市的法案统称为《气候动员法案》(Climate Mobilization Act),其中一项要求大幅削减温室气体排放,违规者将被处以高额罚款。它将要求房东用新的窗户、供暖系统和隔热材料改造建筑物,到2030年将排放量减少40%,到2050年将减少一倍。该措施预计每年将在建筑领域创造3600多个就业岗位,在维护、服务和运营领域创造4400个就业岗位。
根据现有的清洁能源选择,我们可以预期这意味着地源热泵和空气源热泵的渗透速度将大大加快,以及被动式房屋等建筑标准,被动式房屋通常包括一个能量回收通风机、高绝缘r值和三窗格窗户。
纽约市的另一项法案创建了一个可再生能源贷款项目。还有两项要求一些建筑物在屋顶上覆盖植被、太阳能电池板或小型风力涡轮机。另一项法令要求该市研究关闭全市范围内所有24家以石油和天然气为燃料的发电厂,代之以可再生能源和电池。
根据已知的案例研究,从经济角度来看,现代可再生能源+电池将轻松获胜。一些观察人士认为,纽约的行动将激励美国其他城市效仿。
纽约州
与此同时,纽约州能源研究与发展局(NYSERDA)正在主持威彻斯特县的一些不同寻常的活动,以及其他全州范围内的可持续发展倡议。对于地热安装协会纽约地理的比尔·诺瓦克来说,这是一场长期的斗争。最后,去年12月,州长安德鲁·科莫和公共服务委员会通过了一项新的能源效率计划,要求公用事业公司在未来五年内安装大约83,000套热泵系统。
今年2月,NYSERDA增加了对合格地源热泵系统的奖励资金。10吨及以上的系统可获得1200美元/吨的回扣,10吨以下的系统可获得1500美元/吨的回扣。
今年3月,在威彻斯特县,当地公用事业公司联合爱迪生公司(Con Edison)兑现了早些时候的威胁,宣布暂停新建天然气管道五年,以平息一些官员的不满,这些官员支持公众对更多拟议中的天然气管道不予批准。在宣布暂停后,该州认为这是虚张声势,并开始认真加强替代暖通空调激励计划。NYSERDA为地热房主提供了2650万美元的回扣。
地热能源选择(Geothermal Energy Options)是一个代表地源热泵及相关设备制造商的行业组织,该组织的瑞安•多尔蒂(Ryan Dougherty)表示,也出现了用于劳动力发展的基金。
多尔蒂说:“工会、制造商、大学——所有人都在齐心协力。”“我们正在与国际地源热泵协会合作,为安装人员、设计师、检查员、培训师、认证项目等提供课堂培训和在线课程。我们需要迅速扩大规模。”
多尔蒂指出,仅在威斯特彻斯特县,预计五年的增长就超过了目前全国地源热泵的总出货量。
自从激励措施宣布以来,地热行业也赢得了纽约州的费率案例审查,证明地热客户被超额收取电费,因为他们为电网节省的费用没有反映在现有的费率结构中。
每年的超额收费从375美元到827美元不等,具体取决于所涉及的公用事业。同样的过程发现,在其15年的使用寿命中,空气源热泵与燃气炉相比减少了6.7吨的温室气体。对于地源,寿命为25年,减重9.7吨。听证会的结果是,联合爱迪生公司降低了该地区地热用户的电费。
美国东北部的其他州也在朝着同样的方向前进——佛蒙特州、缅因州,当然还有马萨诸塞州,后者也有一个与纽约州类似的慷慨项目。
降低安装成本
虽然这一切都在进行,但该行业本身一直在降低地热系统的成本。
2017年7月,一家名为Dandelion的公司在纽约成立,并于2019年初在一轮风险投资中筹集了约1600万美元。“蒲公英”是谷歌母公司Alphabet公司的一项“登月计划”,该公司希望以纽约州为试验市场,大幅提高地热的普及率。
它的主要战略工具是降低系统的总成本和提供融资方案。这与屋顶太阳能融资项目席卷美国的方式类似。万博手机版登录本官网蒲公英的创始人和太阳城(Solar City)的创始人是同一群人,太阳城是太阳能屋顶运动的重要组成部分。
该公司介绍了两种地热方案,使用面积为2500平方英尺。以纽约维多利亚时代的住宅为例。一种选择是直接购买该系统,该公司表示,扣除税收抵免和退税后,这将花费11,433美元。另一种是在20年内每月支付135美元。
该公司表示,如果房子目前使用的是油炉,那么直接购买意味着更清洁的新系统将在大约四年内收回成本。它引用了每年950美元的运营成本,而使用石油的运营成本为3033美元。
Dandelion公司安装了垂直闭环系统,并正在开发自己的钻井技术,该技术采用了一种特殊的声波钻头和一种在大多数情况下避免昂贵的套管的方法。与设备合作伙伴AAON供热和制冷产品公司一起,它开发并提供了自己的热泵,增加和减少了功能,以确保可负担性和持久的商业模式。
这是一个基本的双容量、两级设置,但它包括一个过滤架和集成在机柜内的流量站,每台机器上都有Wi-Fi(蜂窝备份)。其机载传感器包包括监测空气侧和地面侧的流量,电力使用情况,以及制冷回路的压力和温度。
“你可以用数据做很多强大的事情。就像我们一直在调试这个系统一样,”蒲公英公司的首席工程师瑞安·卡达说。当出现警报时,系统会自动为服务团队生成一封电子邮件,并为技术人员提供有用的信息。我们正在努力标准化我们的安装模式、工作范围、材料和培训,以便我们能够有效地安装每个系统并完成适当的文档。”
“一旦我们完善了我们的流程,我们希望能得到广泛的认识、发展和采用,从而大规模转向对家庭更健康、对钱包更有利的环保系统,”卡达继续说道。
为了响应蒲公英的出现,纽约州的九家安装商和制造商于2018年1月联合起来,提供更便宜的地热包,这与蒲公英的产品具有竞争力。
芝加哥商业建筑的新改造技术
在过去,对城市建筑进行地热改造是不可能成功的。对于通常或多或少占据一整块土地的建筑物来说,钻孔是很困难或不可能的。但是伊利诺斯州格伦埃林市芝加哥地热公司的开拓者斯科特·阿德尔斯巴赫说:他开发了一种技术解决方案,使小型城市建筑的改造变得可行。他的公司今年将在芝加哥地区完成大约50个项目。万博手机版登录本官网
他发明了一种钻机,可以从30英寸乘24英寸的窗户或开口插入,并与液压动力装置相连,该装置留在外面。操作时,它的高度约为7英尺。“箱中钻机”系统,包括工具和泥盘,可以放入一个封闭的12英尺拖车中,可以由皮卡车牵引。他的工作人员可以到达现场,在地下室或地下停车场设置,并在三小时内开始钻探。
Chicagoland地热公司也已经证明,它可以提供有效的加热和冷却系统,只需100英尺深的井眼,间隔约8英尺,使用4英寸的HDPE管。他们做3孔系列,连接到一个铜歧管和隔离阀每三联。
阿德尔斯巴赫说:“我们可以建造一座平均热负荷的建筑,在其自身的占地面积内,最高可达8层楼。”该系统与传统的地源热泵或可变制冷剂流量(VRF)机相结合。
Adelsbach解释说:“在地下室钻井有很多优势。“这是一个温和的环境,所以你不需要太多的绝缘材料或乙二醇。”
这家公司通常不做外壳。
可以让歧管暴露,你就能得到出色的表现。我们确实是。进出温差约为10或12度,”阿德尔斯巴赫说。
芝加哥地热公司正在进行一些新的建筑项目,但在某种程度上,它们就像改造一样。万博手机版登录本官网
Adelsbach说:“我们等待一层甲板完工,然后我们进入下面开始工作。”“这样,我们就不会有任何东西掉下来,不会因为天气原因而延误,也不会影响工期,因为我们是在施工期间工作。”
这家安装公司最近在芝加哥完成了一栋有60个单元的建筑;该公司目前正在附近两栋有90个单元的建筑上施工。
阿德尔斯巴赫补充说:“我们还在与一位绅士合作,他将独立式住宅掏空,挖出地下室,并希望升级清洁能源。”
阿德尔斯巴赫在他的车库里制造了最初的机器,获得了专利,现在正在建立一个工厂来生产和销售“盒子里的钻机”。他很乐意接听有抱负的地理改造者的电话。
因此,地热产业的过山车之旅仍在继续。现在,它似乎正在上升。这种情况会持续下去吗?这次有可能。