環境に優しく持続可能な建物の冷暖房方法はあるのでしょうか?答えは私たちの足元にあるかもしれません。帯水層、多孔質の岩石や砂や砂利などの物質の層は、と呼ばれる技術のおかげで、巨大な天然の「バッテリー」として利用できます。 帯水層熱エネルギー貯蔵 (ATES)。
地下のエネルギーの宝庫
帯水層は、地球の断熱特性により、熱エネルギーを蓄える能力があります。この特性を利用することで、化石燃料による天然ガスや電気を使わずに熱エネルギーを地上の建物に伝達することが可能になります。この形式の地熱エネルギーには、地表と下の地下水をつなぐ 2 つの別々の井戸 (1 つは高温の井戸、もう 1 つは低温の井戸) が含まれます。
冬の間、約15℃の温水井戸から汲み上げられた水は、熱交換器を通されます。このプロセスではヒートポンプと併用して地下水から熱を取り出し、屋内空間を暖房します。冷たくなった水は次に XNUMX 番目の井戸に供給され、夏の間建物を冷却するために使用される冷水の貯蔵庫が作成されます。
ポンプやその他の機器は太陽光や風力などの再生可能エネルギーで稼働するため、この熱水システムは化石燃料の需要を減らし、炭素排出量を制限するのに役立ちます。 Applied Energy に掲載された新しい論文 (ここにリンクします） 彼はこう言った ATES により、冷暖房のための天然ガスと電気の使用量を最大 40% 削減できる可能性があります。
帯水層、テクノロジーは万人向けではありません…
その多くの利点にもかかわらず、ATES 技術はまだ世界的に広く採用されていません。 ATES システムの約 85% はオランダにあります、地質が良好であり、エネルギー効率に関する厳しい国家基準があります。しかし、最近の研究では、ドイツの広い地域とスペインの人口のほぼ 3 分の 1 が、ATES に適した地域に住んでいることが示されています。そしてご覧のとおりイタリアも好調です この地図から。このテクノロジーを他よりも活用できる「リーダー」は、ピエモンテ州、エミリア・ロマーニャ州、トスカーナ州です。
もちろん、ATES テクノロジーは多くの複雑な地質学的要因に依存するため、すべての地域に適しているわけではありません。これらは非常にエンタルピーの低い地熱貯留層です。たとえば、硬い岩の上に建てられた都市は帯水層に簡単にアクセスできず、帯水層にアクセスできる都市であっても、十分な「透水性」、つまり砂などの地下物質を通した水の流れやすさが必要になります。そして砂利。 ATES には、帯水層の地質学的分析や掘削およびポンプ設備の設置に伴う高額な費用などの障害もあります。
…しかし、それができるところはうまくいきます
井戸とポンプが建設されると、システムは無料で豊富な太陽エネルギーまたは風力エネルギーで稼働します。 ATES は表面積をほとんどとらないため、都市がますます必要とする都市の庭園やその他のオープンな緑地のための余地が残されています。そして、テクノロジーが提供する利点はこれらだけではありません。まず第一に、再生不可能なエネルギー資源への依存が軽減され、環境への影響が軽減されます。 ATES は、井戸やその他の機器のための専用施設を共有する可能性のある病院や大学などの建物群などの大規模な建物に特に適しています。
気候回復力を向上させ、より持続可能になるために最初に投資する意欲がある場合、帯水層技術は理想的な選択肢です。気候変動と温室効果ガス排出削減の必要性に対する意識が高まるにつれ、ATES は持続可能なエネルギーの未来に向けたソリューションとしてますます人気が高まる可能性があります。
