德國啟動巨型熱泵計畫：萊茵河取水供應四萬戶家庭暖氣需求
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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據悉，德國將從萊茵河取水供應熱泵的管線直徑大到足以讓人完全直立穿過。
「我們計畫每秒抽取一萬公升的水量，」能源公司MVV環境的專案經理菲利克斯·哈克（Felix Hack）表示，他描述曼海姆將使用的直徑兩公尺管線，這些管線將從河中抽水，提取熱能後再將水歸還。
去年十月，母公司MVV能源宣布將建造史上最大功率的熱泵模組。兩組裝置單組容量達82.5兆瓦。
這足以透過區域供暖系統，為約四萬戶家庭提供暖氣。MVV能源計畫在一座正轉型清潔技術的燃煤發電廠原址建置該系統。
熱泵的規模部分受限於曼海姆市區街道或萊茵河貨船可運輸的機具尺寸。「我們還不確定運輸方式，」哈克表示，「可能經由河運抵達。」
另一家生產巨型熱泵的德國公司Everllence（前稱MAN Energy Solutions）代表亞歷山大·德·魯日蒙（Alexandre de Rougemont）對此計畫十分了解。「這確實是一場競爭，」他坦言，「我們對此開誠佈公。」
熱泵從空氣、地底或本案中的水體吸收熱能。即使僅輕微升溫，熱泵內部的冷媒也會蒸發。
通過壓縮冷媒可進一步提升熱能。此過程與家用熱泵原理相同，差別在於為整個城市區域服務的巨型熱泵規模更大。
全球城鎮積極去碳化之際，許多城市選擇採購大型熱泵接駁區域供暖網路。
這些網路透過數公里長的管線，將熱水或蒸氣輸送至多棟建築。為因應需求，熱泵型號也日趨龐大。
哈克談及曼海姆電廠燃煤機組停用時表示：「我們面臨巨大壓力，必須將熱源轉向新技術，尤其是再生能源。」該廠鄰近萊茵河，既有電網連接且已整合區域供暖系統，因此在此安裝熱泵最為合適。
他指出，該技術可行部分歸功於石油天然氣產業提供的大型壓縮機——用於壓縮化石燃料儲存或運輸。
曼海姆計畫預計明年動工，總容量162兆瓦的熱泵將於2028-29年冬季全面運轉。哈克補充說明，多階過濾系統能防止熱泵吸入河中魚類，模擬顯示系統對河水溫度影響低於0.1攝氏度。
此類設施代價不菲，曼海姆熱泵系統造價達2億歐元（約2.35億美元）。Everllence的德·魯日蒙指出，該公司熱泵設備單兆瓦容量成本約50萬歐元，此價未含建築及附屬設施費用。
Everllence正於丹麥奧爾堡建設更強大的系統，總容量176兆瓦，將由四台44兆瓦機組構成，預計2027年啟用，供應該鎮近三分之一的暖氣需求。
這些44兆瓦機組與奧爾堡以南埃斯比約先前完工專案相同，現行運轉設定為每台35兆瓦。
德·魯日蒙說明，每座20萬立方公尺容量的大型熱水儲存槽將提升系統靈活性：「當電價高昂時，可關閉熱泵，僅從儲存槽供熱。」
奧地利科技研究院的維羅妮卡·維爾克（Veronika Wilk）表示：「熱泵與區域供暖系統極為契合。」此類系統能從水體或廢水處理廠提取熱能。
維爾克指出，區域供暖網路串聯多台大型熱泵時，能提升靈活性與效率。例如秋季用熱需求低於深冬時，可僅運轉四台中的兩台。
上述系統均利用水體取能，但較少見的巨型熱泵也會採用空氣作為熱源，即使在相對寒冷的赫爾辛基也是如此。
「赫爾辛基前方的海域過於淺灘，」能源公司Helen Oy供暖冷卻高級副總裁蒂莫·阿爾托寧（Timo Aaltonen）解釋，「經測算需建造20公里以上隧道通向海洋，才能取得足夠溫度的水源。」
赫爾辛基正徹底翻新區域供暖系統。阿爾托寧表示，該市已將熱泵、生質燃燒器與電鍋爐整合至1,400公里管網，覆蓋芬蘭首都近九成建築。
熱泵能將單一單位電能轉化為多單位熱能，電鍋爐卻無法做到這點，因此被視為效率較低。
當問及Helen Oy為何安裝數百兆瓦電鍋爐時，阿爾托寧說明電鍋爐建置成本低於熱泵，且減少對空氣熱源的依賴（大規模取熱能力有限）。電鍋爐亦可吸收過剩再生能源，發揮電網調節功能。
英國目前無可比擬丹麥、德國及芬蘭在建系統的熱泵。不過新區域供暖網路正在推進，例如供應艾希特大學及其他客戶的艾希特能源網路。
該網路最小規劃容量為12兆瓦，將配備三台4兆瓦空氣源熱泵，首台預計2028年啟用。
研究區域供暖系統的格拉斯哥卡利多尼亞大學基思·貝克（Keith Baker）指出，英國可善用此技術潛力。例如廢棄礦坑中維持穩定溫度的地下水，已開始為英國大型熱泵供應熱源。
他表示，「工業轉型後的城區及農村地區，由於有充足空間安裝熱泵與儲熱槽，是最佳設置地點。」