科林斯堡的能源效率能否證明是下一個淘金熱?

這個科羅拉多州小鎮在19世紀淘金熱期間建立,已找到一種在不犧牲活動或舒適度的情況下減少能源使用的方法

科羅拉多州柯林斯堡——在過去的幾年裡,這座科羅拉多州北部城市(人口 16 萬)一直在減少溫室氣體排放,同時發展業務。自 2005 年以來,其人口增長了 13.5%,但排放量下降了 14.7%。據該市稱,去年的下降相當於減少了 71,000 輛乘用車的排放量。

一個城市是如何做到這一點的?在過去的六週內,來自俄羅斯、印度、丹麥、英國和日本的專家來到這裡尋找答案。他們主要對該市最新的實驗感興趣,該實驗旨在在炎熱的夏季將市中心商業區的用電量減少 20%,而活動或舒適度沒有明顯下降。

“如果我們找到了秘訣,”科林斯堡首席可持續發展官員 Bruce Hendee 解釋說,“那就是將該市最大的僱主科羅拉多州立大學,以及商業界——包括 10 家啤酒廠在內的越來越多的公司——與一項社群行動計劃聯絡起來,該計劃側重於人、積極的環境目標和利潤。”


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科羅拉多州的另一個主要大學城博爾德,已使用氣候稅和智慧電錶來促使人們減少排放(ClimateWire,2009 年 10 月 20 日)。在科羅拉多大學所在地博爾德,更綠色的生活方式已成為其座右銘之一。

附近的柯林斯堡,在 1850 年代令人興奮的淘金熱時期建立,從它正在做的事情中看到了另一種綠色。它正試圖吸引能夠減少排放、增加就業和擴大稅基的公司。

“我們社群的 DNA 是在經濟發展的框架內實現我們的氣候、能源和可持續發展目標,”為該市規劃提供諮詢的工程諮詢公司 Brendle Group 總裁 Judy Dorsey 說。

“基本想法是向企業展示一些‘高影響、高價值的專案,他們可以參與其中。這就像一個沙箱,”她補充道。“我們經常使用這個詞。”

柯林斯堡最大的“沙箱”位於一座古老的磚砌堡壘式建築中,名為發動機和能源轉換實驗室。它以前是市屬燃煤發電廠,被廢棄和忽視。1988 年,新來的機械工程教授 Bryan Willson 發現了它。“那裡有 4,000 扇窗戶;其中一半是壞的。沒有暖氣,沒有浴室。這是一個非常簡陋的設施。”

用更智慧的電網吸引客戶
Willson 指出,它確實擁有連線到當地公用事業公司的高壓輸電線。Willson 擔心在大學獲得終身教職,他想要一個實驗室,他可以在那裡對大型電力系統進行“非常規”測試。大學堅持該實驗室必須自負盈虧。Willson 引進了經營天然氣管道的公司。他們聘請他開發更高效的發動機,可以壓縮天然氣。

這些實驗的一個結果是一家公司捐贈了一臺大型燃氣發電機。現在實驗室可以自己發電了。丹麥帶著一個問題找到了它。它的電網上有越來越多的風力發電,但是當風停止時,經常會發生停電,因為中央發電站通常無法足夠快地調整供需。

該實驗室分拆出一家名為 Spirae 的公司,並建立了一個未來主義的、計算機驅動的測試平臺,可以模擬大型電網的執行,並立即調整由可再生能源的反覆無常的性質引起的電力波動。

雖然關於建立智慧電網的討論很多,但實驗室外部存在的電網本身不夠快,無法重新平衡來自各種不同電源的輸入和輸出。“不要稱它們為智慧電網,”Spirae 執行長 Sunil Cherian 警告說。“今天,我們對我們的系統如何執行知之甚少。我們甚至不知道是否有人停電,直到他們打電話。”

該實驗室更靈活的模型電網可以像電以光速移動一樣快地進行重新平衡。它被稱為“BlueFin”,吸引了想要對其進行改造的客戶。有些人對“孤島執行”感興趣,將其用作備用電網的骨幹,如果中央電網癱瘓,備用電網可以使用應急發電機和大量太陽能和風能來維持自身執行。

對此感興趣的實體包括國防部和能源部。美國能源部向柯林斯堡授予了 630 萬美元的贈款,以展示如何透過連線應急發電機、太陽能電池陣列和各種其他備用系統(包括一些電動汽車)將該市市中心商業區的能源消耗降低 20%。

“偉大的連線者”的實驗
Willson 意識到該市和大學都承諾減少溫室氣體排放,他說服他們“堡壘 Zed”實驗將有所幫助。他還吸引了一些市中心的企業。

“Bryan Willson 是一位偉大的連線者和領導者。他讓我們參與了堡壘 Zed,”生產精釀啤酒(包括其領先品牌 Fat Tire)的新比利時啤酒公司發言人 Bryan Simpson 解釋說。這家啤酒廠一直在開展自己的節能專案,包括使用細菌消化釀造過程中的廢水產生的甲烷來執行發電機。

加上啤酒廠裝瓶廠屋頂上的太陽能電池陣列,這意味著新比利時啤酒公司可以將其電力需求減少一半,並且仍然可以繼續生產啤酒。

所有這些以及更多都被接入了 Spirae 的堡壘 Zed 實驗的測試平臺,該實驗在七月和八月的幾天內進行。科羅拉多州立大學的維護工程主管 Michael Randall 與 Spirae 技術人員合作,重新佈線了所有校園空調系統,只需撥動開關,就可以將風扇的用電量降至正常用電量的 40%。雖然夏季氣溫達到 90 度,“我們沒有任何抱怨,”他解釋說。

該大學在第一天沒有達到 20% 的減排目標,但在下一次測試中達到了目標,啟動了應急發電機並使用了來自大型屋頂陣列的太陽能。它在晚上啟動大型機器來製冰,並在白天用它來幫助冷卻一些建築物。“我們計劃自行擴充套件這項計劃,”Randall 解釋說,因為該大學有興趣透過削減高峰需求時段收取更高的電價來省錢。

玩轉智慧建築
管理一個名為 ClimateWise 的城市專案的 Kathy Collier 說,350 家當地企業已註冊參加一個每年減少能源、水和垃圾的專案。“我們對他們進行基準測試,”她說。該市要求他們說明由此產生的節省。該計劃在四年內三次提高了目標,主要是因為企業正在相互比較關於可以節省多少資金的記錄。

可能會有更多的商人來到柯林斯堡。該市和大學正在討論第二輪堡壘 Zed 測試,引入更多的太陽能和風能,並將該市對停電的脆弱性降至更低水平。執行測試的 Spirae 吸引了一個新的合作伙伴波音公司,向軍方出售其電網作業系統。五角大樓希望擁有“孤島執行”軍事基地的能力,以便它們在中央電網系統癱瘓時能夠繼續執行。

一些城市,包括在桑迪颶風中遭受大規模電力損失的紐約市,也在尋找方法來建立具有自身電力的基本活動島,以便更快地解決停電問題。

至於“偉大的連線者”Willson,他並沒有止步。他已經籌集了私人資金來建造一座商業建築,該建築將於本月開始在他的能源實驗室旁邊拔地而起。它將擁有最先進的供暖、製冷和照明系統。

建築物大約消耗了美國三分之一的能源,並且房東和租戶之間經常存在法律和經濟障礙,導致能源使用量居高不下,效率措施低下。Willson 希望透過他的新建築來改變這一切,這座建築將是完全綠色的。但這也將允許人們進入並改造不同的作業系統,然後衡量財務結果。

他將其描述為“商業建築運營商的遊樂場”。

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