洪水淹没的煤矿如何为家庭供暖

英国四分之一的房屋坐落在废弃的煤矿之上，这些煤矿早已被洪水淹没。现在，这些煤矿正被用于新的零碳用途。

煤矿曾是英国工业革命的心脏。他们乌黑、能源密集的产出给新式工厂和造船厂带来了生机，推动了国家迈向现代化的步伐。他们帮助形成了一个碳密集型经济，一个很少关注周围自然世界的经济。这些矿产为全球对化石燃料的依赖铺平了道路，并由此打响了今天我们所有人都面临的气候危机的发令枪。

但是，如果在一个偶然的历史循环中，我们掠取的过去可以被用来创造一个更绿色、更清洁的未来呢?如果我们脚下巨大的迷宫般的煤矿，现在充满了天然的温水，可以帮助英国——乃至全世界——消除巨大的供暖需求的碳，会怎样?

亚当•布莱克(Adam Black)是一名可再生能源爱好者，受雇于英国一家最大的瓶装公司。十年前，他问自己这样一个问题。

“我有大约40万平方英尺(3.7万平方米)需要供暖的仓库，”总部位于达勒姆(durham)的兰彻斯特葡萄酒公司(Lanchester Wines)能源项目主管表示。“它就在四层矿层之上，随着时间的推移，这些矿层自然被淹没了。”

在几位冰岛地热专家的帮助下，布莱克在英格兰泰恩-威尔的盖茨黑德的老高地主煤层的黑暗深处打了一个钻孔。由于自然地质作用的加热，他们泵到地表的水达到了宜人的15摄氏度(59华氏度)。

再加上来自电子热泵的一点补充热量——“有点像反向的冰箱”——它非常适合保持公司仓库和里面数百万瓶葡萄酒的合适温度。(看:几个世纪以来地热是如何被利用的)

“现在，我们正在为几个仓库、一个配送站、一家当地的面包房供暖，很快还会为附近的一个汽车展示厅供暖，”布莱克说。

他不是唯一一个被矿井水的能量潜力所激发的人。负责该国废弃煤矿的英国煤炭管理局(UK Coal Authority)对未来10年有宏伟计划。地质学家认为，目前英国四分之一的房屋位于煤田上，这些煤田横跨威尔士、苏格兰中部、英格兰北部和中部地区。据估计，老矿井里有20亿立方米(2万亿升/ 44亿加仑)的温水——相当于苏格兰尼斯湖水量的四分之一以上。研究人员表示，这使得矿井水成为英国最大的未充分利用的清洁能源之一。

“矿业塑造了我们的城市景观，创造了我们今天居住的城镇和城市，”煤炭局负责矿山能源的首席经理夏洛特·亚当斯(Charlotte Adams)说。“在我们10个最大的城市中心中，有9个位于以前有煤矿开采活动的地区之上。

“矿井水是我们帮助加热脱碳的最佳选择之一。这种资源一年四季都可获得，温度稳定，而且储量丰富。”

英国已经承诺到2050年实现温室气体净零排放，主要关注国家的供热需求(占总能源使用量的一半左右)。亚当斯说，天然气仍然是英国的主要供热来源，约占70%，尽管政府已经承诺从2025年开始逐步淘汰新建住宅中的燃气锅炉。

虽然英国近一半的电力供应已经脱碳，但将住宅供暖转换为电力将需要大量增加可再生能源发电，并给电网带来巨大压力。

为了帮助实现英国全面的碳减排目标，英国煤炭局(Coal Authority)正在探索英国各地约70个矿井供暖项目的可行性。据估计，英国大约有四分之一的人口居住在废弃的煤矿上面，淹没的矿井含有大约220万吉瓦时的热量，还有可能储存更多的热量。

英国煤炭局(UK Coal Authority)正在开发的最雄心勃勃的热水项目之一，位于达勒姆郡(County Durham)的海滨小镇西汉姆(Seaham)，老道顿(Dawdon)煤矿的所在地。由于生态原因，现有的处理设施每年抽取数百万升矿井水。由于与地下岩石发生化学反应，矿井水通常含有有毒化合物。在地表，水的热量现在被用来为地面上的建筑供暖。一旦它的热量被吸收，水就会返回到矿井中，在那里它将再次被加热。

水的温度足以在冬天为人们供暖，温度上升时又足以让人们保持温暖，而二氧化碳排放量仅为天然气的25%。

“它也会比天然气便宜10%左右，”亚当斯说，“我们相信它将有助于为该地区带来新的投资和就业机会。”

英格兰东北部的经济活动水平是全国最低的，这是上世纪80年代和90年代煤矿关闭的遗留问题，导致煤矿社区破裂，导致他们面临高失业率和很少的机会。

几百英里外的北海，经济复苏的希望是被视为世界上最先进的矿井水能计划的核心——荷兰Heerlen。

海尔伦位于荷兰东南部，半个世纪前，荷兰煤矿大量关闭，在此之前，海尔伦一直是荷兰煤矿的熔炉。2008年，地热专家重新开采了这些煤矿，努力为数百个当地家庭和企业提供低影响的供暖和制冷服务。

如今，该计划的运营商Mijnwater BV已经将500户住宅和商业设施连接起来，为超过25万平方米(270万平方英尺)的建筑空间和城镇的集中供热网络提供服务。该系统将当地产生的热量分配到附近的社区，与计划在西汉姆的系统类似，将该地区因供暖而产生的碳排放减少了近三分之二。Mijnwater正致力于进一步降低其运营的碳含量，计划利用太阳能和风能资源为电力热泵提供动力，以补充矿井水的温度。

Mijnwater的创新总监Herman eijdemes说:“我们有一个闭环结构。”“这意味着我们将多余和浪费的能源通过管道回流到地下水中，作为需求高时的热量存储。”

“有一个45度左右的数据中心，足够供应附近的一所学校，还有一个超市，其冷却系统提供的热量足够300户人家使用。”

这种对当地的关注为Heerlen提供了高水平的能源自给能力——这可能是有用的，因为荷兰将在2022年关闭其国内天然气生产的主要来源。

虽然Heerlen在欧洲处于领先地位，但他并不是第一个利用这种技术的人。1989年，新斯科舍省斯普林希尔的一家包装公司开始尝试从附近闲置了几十年的煤矿网络中获取热量。该公司现在为毛泽包装解决方案公司所有，从那时起一直在改进这一过程，现在拥有一个每年12个月100%可再生的循环气候控制系统。

“在冬天，我们用热水作为热源，在夏天，我们让他们都进入空调模式，”工厂经理大卫·麦克唐纳说。30多年前，当第一个钻孔坍塌时，他就在现场。

斯普林希尔的数十家小型企业为他们的小镇在矿井采暖方面的开创性做法感到自豪，他们已经接通了自己的地热电源，当地官员也急于用丰富的绿色能源来吸引新的投资。

在西班牙北部多山的阿斯图里亚斯地区，也有类似的故事。经过多年的衰落，该地区仅存的最后一座煤矿于2018年关闭，严重影响了一个世代依赖煤炭的当地社区。随着矿井水加热技术的出现，工业有了重生的希望。

阿斯图里亚斯的能源主管María Belarmina Díaz Aguado说:“地热能让我们的煤矿重获新生。”“我们正在开发一种全新的商业模式，与抽水以及相关的所有技术专长有关。”

除了数百处住宅物业外，该地区被水淹没的矿井还为一家医院、一所大学、一所中学以及其他一些公共和私人建筑提供供暖。负责该计划的Hunosa公司保证能源价格低于化石燃料替代品，并且在泵送过程中只使用可持续发电。通过这样做，每年可以避免几千吨的碳排放，Díaz Aguado说。

然而，尽管有越来越多的证据表明矿井水具有潜在的能量，但这个想法并非没有问题。通过利用地热区域供热网络来改造房屋并不便宜，而且新建的房屋通常也不会建在废弃的煤矿旁边。还有技术障碍。

英国地质调查局的水文地质学家和地下水建模师Corinna Abesser说:“就像在西汉姆一样，已经有一些现有的污水处理厂把水抽上来了。”“但矿井地热的真正机遇在于在需要热量的地方钻新孔。

“这也带来了一些技术上的挑战，比如废弃矿井的稳定性问题，这些矿井就这样倒塌了。”

然而，最大的障碍也许是最初促使开矿的因素:钱。虽然在适当的条件下产生的能源比传统能源便宜，但矿井地热水的资本成本要高得多。

兰彻斯特葡萄酒公司(Lanchester Wines)的亚当•布莱克(Adam Black)希望，随着技术的发展和使用量的增加，以及“如果能源当局在监管方面发挥作用”，成本将会下降。

毫无疑问，资源就在那里等着我们:迷宫般的畜牧场曾经满载着人力和机器，而现在却充斥着天然的温暖的水，随时可以开采。