萊茵河巨型管道 曼海姆啟建全球最強大熱泵供綠能
Meet the biggest heat pumps in the world
作者: Chris Baraniuk | 時間: Tue, 16 Dec 2025 00:06:44 GMT | 來源: BBC
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據報道，為熱泵供水的管道將從德國萊茵河取水，其直徑之大，足以讓人直立走過。
「我們計劃每秒抽取10,000升水，」能源公司MVV Environment的項目經理菲利克斯·哈克（Felix Hack）表示，他描述了將在曼海姆抽取河水的2米直徑管道，待水中的熱量被提取後再將水歸還。
今年10月，母公司MVV Energie宣布了建造有史以來最強大熱泵模組的計劃。該計劃包括兩台設備，每台容量為82.5兆瓦。
這足夠通過區域供暖系統為約40,000戶家庭供應熱量。MVV Energie計劃在一座轉向清潔技術的燃煤發電廠舊址上建設該系統。
熱泵的規模部分取決於能夠通過曼海姆街道或萊茵河駁船運輸的設備尺寸限制。「我們還不確定，」哈克先生說，「它可能會通過河流運輸。」
亞歷山大·德·魯日蒙（Alexandre de Rougemont）是另一家也生產極大型熱泵的德國公司Everllence（前MAN Energy Solutions）的成員，他對該項目了如指掌。「這是一場競爭，沒錯，」他說，「我們很公開。」
熱泵從空氣、地面或在這種情況下從水體中吸收熱量。熱泵內的製冷劑即使在輕微加熱時也會蒸發。
通過壓縮製冷劑，可以進一步提升熱量。這與設計用於單戶家庭的熱泵中發生的過程相同，只是在服務整個城市區域的巨型熱泵中，該過程在更大的規模上發生。
隨著世界各地的城鎮尋求脫碳，許多人決定購買大型熱泵，這些熱泵可以連接到區域供暖網絡。
這些網絡允許熱水或蒸汽通過數公里的管道連接到多棟建築。為了滿足需求，越來越大的熱泵型號正在出現。
「我們面臨著將熱能生產轉向新來源，特別是可再生能源的很大壓力，」哈克先生在談論曼海姆工廠燃煤設備的退役時解釋道。該場地位於萊茵河畔，已擁有強大的電網連接，並接入區域供暖網絡，因此在此安裝熱泵是合理的。
他指出，這項技術之所以可行，部分歸功於石油和天然氣行業中可獲得的超大型壓縮機——例如，這些壓縮機用於壓縮化石燃料以進行儲存或運輸。
曼海姆項目的工作預計將於明年開始。這些熱泵的總容量為162兆瓦，將於2028-29年冬季全面投入運行。哈克先生補充道，多級過濾系統將防止熱泵從河中吸走魚類，模型顯示該系統對河流平均溫度的影響將低於0.1攝氏度。
此類安裝並不便宜。曼海姆熱泵系統的造價為2億歐元（2.35億美元；1.76億英鎊）。Everllence的德·魯日蒙先生表示，在其公司，熱泵設備的安裝成本約為每兆瓦50萬歐元——這不包括建築物、相關基礎設施等額外成本。
Everllence目前正在丹麥奧爾堡進行一個項目，該項目將比曼海姆系統更強大，總容量為176兆瓦。不過，它將使用較小的模組——四台44兆瓦的設備——並計劃於2027年投入運行，屆時將滿足該鎮近三分之一的供暖需求。
這些44兆瓦的設備實際上與之前在奧爾堡以南埃斯比約的一個已全面運行的項目中使用的相同。在那裡，它們並非以最大容量運行，而是每台提供35兆瓦。
亞歷山大·德·魯日蒙先生補充道：「大型熱水儲存罐，每座可容納20萬立方米液體，將為系統提供額外的靈活性。當電價較高時，你停止熱泵運行，僅從儲存設備中供應熱量。」
奧地利技術研究院的維羅妮卡·威爾克（Veronika Wilk）表示：「熱泵與區域供暖系統非常契合。」這些系統可以從水體甚至污水處理廠的廢水中收集熱量。
威爾克博士指出，當你在區域供暖網絡上使用多台大型熱泵時，你會獲得靈活性和效率。例如，在秋季，當熱需求低於嚴冬時，你可以只運行四台熱泵中的兩台。
迄今為止提及的所有系統都從水源收集能量，但較少見的是，非常大型的熱泵也可以使用空氣作為熱源。即使在相對寒冷的城市如赫爾辛基也是如此。
能源公司Helen Oy的供暖與冷卻高級副總裁蒂莫·阿爾托寧（Timo Aaltonen）解釋道：「赫爾辛基前的海域太淺。我們計算出需要修建一條長達20多公里的隧道通往海洋，才能獲得足夠且溫度足夠高的水。」
赫爾辛基正在徹底改造其區域供暖系統。該市已向涵蓋芬蘭首都近90%建築物的1,400公里網絡中添加了熱泵、生物質燃燒器和電鍋爐，阿爾托寧先生補充道。
熱泵能將單一的千瓦時電力轉換為多個千瓦時的熱量，但電鍋爐無法做到這一點，因此被認為效率較低。
我問赫爾辛基能源公司為何決定安裝數百兆瓦的這些鍋爐，阿爾托寧先生表示，這些鍋爐的安裝成本比熱泵更低，且擁有它們意味著他和同事不必完全依賴空氣——空氣在規模上能提供的熱量有限。此外，電鍋爐還有助於吸收多餘的可再生能源，並提供電網平衡功能。
英國沒有能與丹麥、德國和芬蘭正在開發的系統相媲美的熱泵。然而，一些新的區域供暖網絡正在建設中，例如埃克塞特能源網絡，該網絡將為埃克塞特大學及其他客戶供應熱量。
該網絡的最低計劃容量為12兆瓦。它將配備三台4兆瓦的空氣源熱泵，第一台設備預計於2028年投入使用。
格拉斯哥卡利多尼亞大學研究區域供暖系統的基思·貝克（Keith Baker）表示，英國有機會更好地利用這項技術。例如，廢棄礦井中的水溫度相對穩定，現已開始為此處的大型熱泵供應熱量。
他表示，工業轉型後和農村地區，因有足夠空間安裝熱泵和熱儲存罐，是「理想地點」。