Городское подземелье – источник экологически чистой энергии

Исследователи из Технологического института Карлсруэ (Karlsruher Institut für Technologie; KIT) и Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich) пришли к выводу, что под улицами больших городов таятся огромные источники экологически чистой энергии. Непрерывная эксплуатация созданной руками людей городской инфраструктуры, а также работа заводов и прочих промышленных объектов приводят к увеличению средней температуры подземных водоносных горизонтов. Специалисты подчеркивают, что эта тепловая энергия может быть использована для отопления строений зимой и охлаждения их летом.

Исследователи разработали аналитическую модель для изучения тепловых потоков и обнаружили, что накапливание темповой энергии в подземных водоносных горизонтах вызвано главным образом ростом температуры поверхности и выделением тепловой энергии разнообразными зданиями. С результатами работы ученых можно ознакомиться в свежем номере журнала Environmental Science & Technology.

Примечательно, что в течение последних десятилетий плотность этой энергии существенно выросла. В качестве примера исследователи привели город Карлсруэ (Германия). В 1977 году средняя плотность теплового потока в подземных водоносных горизонтах этой агломерации составляла 759 милливатт на квадратный метр. В 2011 году была достигнута плотность теплового потока в 828 милливатт на квадратный метр. И рост продолжается. Исследователи отмечают, что накопленная в подземных водоносных горизонтах Карлсруэ тепловая энергия эквивалентна 1 петаджоулю в год. Ее будет достаточно, чтобы обеспечить теплом не менее 18 000 домашних хозяйств. Вопрос лишь в том, каким образом можно воспользоваться этой энергией с наименьшими потерями.

По словам исследователей, тепловая энергия из близких к поверхности подземных водоносных горизонтов может быть использована для отопления зданий зимой и охлаждения летом. Помогут в этом геотермальные / грунтовые тепловые насосы. Подобный шаг позволит покрыть значительную часть растущего спроса на энергию и сократить выбросы парниковых газов.