熱泵新高度：萊茵河取水暖四萬戶
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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據說，這條將從德國萊茵河取水供應熱泵的管道極其龐大，甚至能讓一個人完全直立走過。
MVV環境公司（MVV Environment）專案經理菲利克斯·哈克（Felix Hack）表示：「我們計劃每秒抽取10,000公升河水。」他描述了曼海姆市將用於汲取河水的直徑2公尺管道，這些管道將在提取水中的熱能後再將水排回河中。
去年10月，母公司MVV能源公司（MVV Energie）宣布計畫建造可能是史上最強大的熱泵模組。該系統包含兩台裝置，每台容量達82.5兆瓦。
這些熱泵足以透過區域供暖系統，為總計約4萬戶家庭供應暖氣。MVV能源公司打算將系統建在一座正轉型為清潔技術的燃煤電廠原址上。
熱泵的規模部分受限於可運輸通過曼海姆市街道或萊茵河駁船的機器尺寸。「我們目前尚不確定，」哈克表示，「它可能會經由河流運輸。」
對此項目十分了解的還有德國另一家生產超大型熱泵的公司——Everllence（前MAN能源解決方案公司）的亞歷山大·德·魯熱蒙（Alexandre de Rougemont）。「這確實是一場競賽，」他說，「我們對此毫不隱瞞。」
熱泵能從空氣、地層或水域中吸收熱量。熱泵內的冷媒即便僅微幅受熱也會蒸發。
透過壓縮冷媒，可進一步提升熱能。此過程與單戶住宅用熱泵原理相同，只是大型熱泵為整個城區服務時規模更為龐大。
隨著全球城鎮積極落實減碳目標，許多城市正決定採購大型熱泵，並與區域供暖管網連接。
這些管網透過數公里長的管道，將熱水或蒸氣輸送至多棟建築。為滿足需求，日益龐大的熱泵型號正不斷問世。
「我們面臨巨大壓力，必須將熱能來源轉向新技術，尤其是再生能源，」哈克在談論曼海姆電廠停用燃煤機組時解釋道。該廠位於萊茵河畔，已具備強大的電網連結，且已接入區域供暖系統，因此在此安裝熱泵合情合理。
他指出，此技術得以實現部分歸功於石油天然氣產業現有超大型壓縮機——例如用於壓縮化石燃料以利儲存或運輸的設備。
曼海姆項目預計明年動工。這兩台總容量達165兆瓦的熱泵將於2028至2029年冬季全面運轉。哈克補充道，多層過濾系統將防止熱泵吸入河中魚類，且模型顯示系統對河流平均溫度的影響將低於0.1攝氏度。
此類裝置成本不菲。曼海姆熱泵系統耗資2億歐元（2.35億美元；1.76億英鎊）。Everllence公司的德·魯熱蒙表示，其公司熱泵設備安裝成本約為每兆瓦50萬歐元——此價格不包含建築及相關基礎設施等額外費用。
Everllence目前正於丹麥奧爾堡執行一個功率超過曼海姆系統的項目，總容量達176兆瓦。該項目將採用四台44兆瓦的較小模組，預計2027年啟用，屆時將滿足奧爾堡近三分之一的供暖需求。
這些44兆瓦機組實際上與先前位於奧爾堡以南埃斯比約（Esbjerg）的完工專案所用機型相同。當地的熱泵並非滿載運轉，每台僅供應35兆瓦熱能。
德·魯熱蒙補充道，每座可儲存20萬立方公尺液體的大型熱水儲存槽，將為系統提供額外靈活性：「電價高漲時，你可關閉熱泵，僅依賴儲存槽供熱。」
奧地利技術研究院（Austrian Institute of Technology）的薇若妮卡·維爾克（Veronika Wilk）表示：「熱泵與區域供暖系統堪稱絕配。」此類系統能從水域甚至污水處理廠的廢水汲取熱能。
維爾克博士指出，當區域供暖管網採用多台大型熱泵時，能提升靈活性與效率。例如秋冬取暖需求較低時，四台熱泵可僅啟動其中兩台。
目前提及的所有系統均從水體汲取能源，但較少見的是，超大型熱泵也可運用空氣作為熱源，即使在相對寒冷的赫爾辛基亦然。
「赫爾辛基前方的海面過淺，」能源公司Helen Oy供暖與冷卻高級副總裁蒂莫·阿爾托寧（Timo Aaltonen）解釋道，「我們估算需建造一條長達20多公里的隧道通往海洋，才能取得溫度足夠的海水。」
赫爾辛基正全面革新其區域供暖系統。阿爾托寧表示，該市已將熱泵、生質燃燒器及電鍋爐納入長達1,400公里的管網，此系統連接芬蘭首都近90%的建築。
熱泵能將每千瓦時電力轉化為多倍千瓦時熱能，而電鍋爐無法達成此效果，因此效率較低。
我詢問Helen Oy為何安裝數百兆瓦的電鍋爐，阿爾托寧表示：這些設備安裝成本低於熱泵，且能避免完全依賴空氣熱源——空氣在大規模供熱方面存有溫度限制。此外，電鍋爐可吸收多餘再生能源，並協助電網平衡，他補充道。
英國目前尚無能與丹麥、德國及芬蘭開發中系統相提並論的熱泵。不過，類似埃克塞特能源網路（Exeter Energy Network）等新區域供暖系統正陸續啟建，將為埃克塞特大學及其他客戶供熱。
該管網規劃最小容量為12兆瓦，將配置三台4兆瓦空氣源熱泵，首台預計2028年啟用。
專研區域供暖系統的格拉斯哥卡利多尼安大學（Glasgow Caledonian University）凱斯·貝克（Keith Baker）指出，英國仍有機會更廣泛應用此技術。例如，廢棄礦井內水溫相對穩定，現已開始為當地大型熱泵供應熱源。
他表示，工業轉型地區及農村地區——這些地方有足夠空間安裝熱泵與儲熱槽——「正是理想選擇」。