不列颠哥伦比亚省坎伯兰市正在将其煤炭开采的历史重塑为清洁能源的发展机遇。废弃矿井巷道中的积水可用于地热系统,以极低的排放高效地为建筑物供暖和制冷。该项目有望降低能源成本,支持新的开发项目,并吸引企业入驻。这是将工业遗存转化为可持续社区资产的一个典型范例。
如今,曾经为工业提供动力的地下网络可以帮助推动一个更清洁的未来。通过与维多利亚大学领导的“加速社区能源转型”(ACET)倡议的合作,坎伯兰(Cumberland)正在探索如何利用其废弃的矿井竖井和巷道来支持一种新的能源。
这一努力的核心是坎伯兰区域能源项目。研究人员正在研究如何利用滞留在旧矿井系统中的水来产生地热能,从而为全镇的建筑物供暖和制冷。
市长维基·布朗(Vickey Brown)认为该项目可以帮助重塑坎伯兰的身份。这个村庄已经以山地自行车和徒步旅行等户外休闲活动而闻名,它也可以成为清洁能源创新的典范。
“这是一种突显坎伯兰历史并将其带入可持续未来、清洁能源理念的方式,”她说。“这是老坎伯兰可以引以为豪的事情,因为我们正在利用旧资源的废弃物向更清洁的能源过渡。”
地下矿井水如何为建筑物供暖和制冷
这一概念依赖于一个简单而强大的理念。深藏在废弃矿井中的水在夏天往往比空气凉爽,而在冬天则比空气温暖。据ACET项目负责人扎卡里·古尔德(Zachary Gould)介绍,这种稳定的温差可以利用热泵来加以利用。
这些系统将利用地下水来调节室内温度,在寒冷的月份提供供暖,在温暖的时期提供制冷。这种方法可以以相对较低的成本提供能源,同时产生极少的碳排放。
“[坎伯兰区域能源项目]从技术上讲是一个非常大的地源热交换器,”专注于地热能的卡斯卡德研究所(Cascade Institute)的艾米丽·斯梅杰卡尔(Emily Smejkal)解释道。
由于隧道延伸至小镇的大部分地下,该系统可能覆盖广泛的区域。地质学家的测绘工作已经揭示了地下网络的规模,帮助研究人员估算其可能提供的能源量。
初步计划侧重于关键区域,包括一个拟议的市政重建场地(设有社区中心、市政建筑和经济适用房),以及科莫克斯湖(Comox Lake)附近的一个工业区。
“在如何降低关键基础设施成本并为社区成员提供重要便利设施的背景下思考这一能源系统,一直是一个巨大的动力,”古尔德说。
“但这不仅仅是一个能源系统,”他补充道。“在一个建立在开采原则之上的村庄,这是一个以新视角看待资源开采的机会。可以说,这个项目可以将那些开采的废墟转化为机遇和共享的社区资产。”
塑造了社区的煤矿开采遗产
几代人以来,煤炭开采定义了坎伯兰。历史学家道恩·科普曼(Dawn Copeman)表示,从1888年开始一直持续到1960年代末,科莫克斯谷共开采了约1600万吨煤炭。从联合湾(Union Bay)出发的船只将煤炭运往远至日本的市场,帮助推动了全球工业的发展。
这种资源为蒸汽船提供动力,为家庭供暖,并通过焦化工艺支持金属生产。但该行业也付出了巨大的代价。工作条件危险,许多矿工受伤或死亡,煤炭燃烧也导致了气候变化。
科普曼说,将这些废弃矿井重新用于清洁能源并不能抹去那段历史。相反,它提供了一种建设性地利用历史的方式。
她指出,2011年联合湾附近拟议的一个煤炭开采项目遭到了强烈反对。相比之下,目前的地热能努力受到了更积极的评价。
“能够利用现有的东西进行供暖,我认为这是积极的,”她说。
从地质好奇到清洁能源计划
将矿井用作地热资源的想法始于当地地质学家讨论与旧矿址相关的甲烷问题。这些对话逐渐扩展为探索同样的地下空间是否可以支持其他能源用途。
来自坎伯兰的地质学家科里·麦克尼尔(Cory MacNeill)解释说,虽然深层地热钻探在该地区并不实用,但现有的矿井水提供了一个更容易获得的解决方案。它可以帮助缓解季节性温度波动,而无需极深的钻探深度。
类似的项目已经存在于不列颠哥伦比亚省的纳奈莫(Nanaimo)和新斯科舍省的斯普林希尔(Springhill)等地,表明该概念可以在前矿业社区运作。
“这是关于重新构想这些旧资源和工业遗迹,”麦克尼尔说。“审视所有这些开采活动,并从更环保的角度寻找我们可以从中受益的方式,这真的很有意义。”
将旧基础设施转变为可持续的未来
布朗市长在参加了一次面向市政当局的ACET网络研讨会后,将这一想法与实际行动联系起来。
“他们说,‘我们正在寻找与市政当局合作的项目。’我想,‘我有一个项目。’”
两块市政土地,包括村办公室、议会厅、公共工程设施和娱乐中心,直接位于前矿址之上。布朗看到了一个机会,测试地热能是否可以支持该地区的重建计划。
作为一个拥有约4800人的小社区,坎伯兰没有内部工程资源来全面评估这样一个项目。ACET的专业知识在评估可行性和制定商业方案方面至关重要。
“我们需要他们的学术专业知识和能力来帮助我们制定这些商业方案,并进行[地热]勘探方面的工作,”布朗说。
如果初步试点证明成功,其潜力将远远超出第一个地点。小镇地下的隧道网络可以支持更广泛的能源利用。
低成本的供暖和制冷也可以使该地区对严重依赖温度控制的企业(如温室和食品加工设施)更具吸引力。这反过来可以带来就业机会,加强税基,并提高生活质量。
“我们过去并不总是能与自然系统很好地协作,”布朗说。“但我认为这是一个利用现有工具和资源来照顾社区需求的模式。我认为这比我们过去的方式要有韧性得多。”