Геотермальная энергия из старых угольных шахт: инновации в Камберленде

В Камберленде, Британская Колумбия, где угольная промышленность оставила глубокий след в истории и экономике, находят новое применение заброшенным шахтам. Исследователи из Университета Виктории в рамках инициативы ACET (Accelerating Community Energy Transformation) работают над проектом, который позволит использовать воду из старых шахт для генерации геотермальной энергии. Эта энергия будет использоваться для отопления и охлаждения зданий, открывая новую страницу в истории города.

Мэр Камберленда, Вики Браун, видит в этом проекте возможность превратить город, уже популярный среди любителей природы и маунтинбайка, в центр экологического туризма. Это также шанс изменить восприятие города как местными жителями, так и приезжими.

«Это способ подчеркнуть историю Камберленда и интегрировать ее в этику чистой энергетики будущего», — отмечает мэр. «Это то, чем старый Камберленд может гордиться, ведь мы используем отходы прошлого ресурса для перехода к более чистой энергии».

Принцип работы geothermal energy из старых шахт

Суть проекта заключается в использовании разницы температур воды в заброшенных шахтах. По словам Закари Гоулда, ведущего специалиста проекта ACET, вода под землей в летний период прохладнее, а зимой — теплее, чем температура на поверхности.

Используя эту разницу, тепловые насосы смогут забирать воду из шахт для отопления и охлаждения зданий. Это позволит значительно снизить затраты и практически исключить выбросы углерода.

«По сути, это очень большой теплообменник «земля-вода»», — добавляет Эмили Смейкал, специалист по геотермальной энергетике из Института Каскад. Наличие сети шахт под городом означает, что вся община сможет получить доступ к этому возобновляемому источнику энергии.

Для начала, первоначальное моделирование энергетических систем Камберленда сосредоточено на перепланировке гражданского центра, включая общественный центр, муниципальные офисы и доступное жилье, а также на крупной промышленной зоне недалеко от озера Комокс.

«Большой мотивацией для нас было подумать об этой энергетической системе в контексте того, как мы можем снизить стоимость критически важной инфраструктуры и обеспечить жителей необходимыми удобствами», — говорит Гоулд. «Но это не просто энергетическая система. Это возможность по-новому взглянуть на добычу ресурсов в городе, который был построен на принципах добычи. Этот проект может превратить остатки этой добычи, так сказать, в возможности и общий актив сообщества».

Угольное прошлое Камберленда

С 1888 года, когда была открыта первая шахта, до конца 1960-х годов, когда закрылась последняя, из долин Комокс было добыто около 16 миллионов тонн битуминозного угля. Большая часть этого угля экспортировалась через пристань Юнион-Бэй, питая экономики стран Азии и делая регион важным промышленным центром на десятилетия.

Уголь Камберленда использовался для отопления домов и как топливо для пароходов. Кокс, производимый в Юнион-Бэй, продавался для производства свинца и цинка.

Хотя шахты были основой местной экономики и сообщества на протяжении десятилетий, работники часто подвергались эксплуатации, а их труд был опасен. Многие шахтеры погибали или получали травмы, в то время как компании продавали продукт, сжигание которого способствовало изменению климата.

«Использование температуры между поверхностью и шахтами, системы замкнутого цикла геотермального обмена циркулируют воду для обеспечения эффективного, низкоуглеродного отопления и охлаждения», — объясняет историк из Музея и архива Камберленда, Дон Копман. Она отмечает, что использование заброшенных угольных шахт для производства чистой энергии не стирает историю Камберленда, а скорее использует прошлое для формирования будущего.

«Возможность использовать то, что уже есть, для отопления, я считаю, это позитивно», — говорит она.

Новый взгляд на старые ресурсы

История геотермального проекта в Камберленде началась более 130 лет спустя после открытия первой шахты. Она зародилась в разговорах геологов, живущих в регионе.

Как вспоминает местный житель и геолог Корри МакНилл, обсуждение проблемы метана, выделяемого бывшими шахтами, переросло в разговоры о других геотермальных применениях заброшенных угольных стволов. Хотя широко известное применение глубокого бурения для доступа к перегретой воде не было доступно в Камберленде, использование воды ближе к поверхности для смягчения летней жары и зимнего холода оказалось возможным.

МакНилл отмечает, что подобные проекты уже реализованы примерно в часе езды к югу, в Нанаймо, Британская Колумбия, и по всей стране в Спрингхилле, Новая Шотландия, другом бывшем шахтерском городе.

«Речь идет о переосмыслении этих старых ресурсов и реликвий промышленности», — говорит он. «Очень важно взглянуть на все это горное дело и найти способы извлечь из него пользу с экологической точки зрения».

История проекта и перспективы

Мэр Вики Браун, присутствуя на одном из обсуждений геологов, уже знала о геотермальном проекте в Нанаймо и о диалоге между предыдущим мэром Камберленда и чиновниками Новой Шотландии.

«Когда они сказали: «Мы ищем проекты для сотрудничества с муниципалитетами». И я подумала: «У меня есть проект».

Она объясняет, что на двух участках муниципальной собственности, где расположены сельская управа, зал заседаний, общественные работы и рекреационный центр, находятся бывшие шахты № 6.

«Я подумала, что мы можем использовать этот проект, чтобы выяснить, сможем ли мы использовать геотермальную энергию для отопления и охлаждения зданий, потому что мы хотим перестроить этот квартал», — говорит она.

Будучи небольшим муниципалитетом с населением около 4800 человек, Камберленд не имеет инженерного отдела для изучения таких проектов. Браун увидела, что ACET обладает необходимыми ресурсами.

«Нам нужна их академическая экспертиза и их способность помочь нам с бизнес-кейсами, а также с проведением геотермальных исследований», — говорит Браун.

Хотя проект изначально был мотивирован желанием перестроить муниципальный квартал, она отмечает, что если пилотный геотермальный проект окажется успешным и устойчивым, то существует дополнительный потенциал в «огромном лабиринте» туннелей под городом, который историк Копман называет «огромным лабиринтом».

Браун считает, что предоставление дешевого, чистого отопления и охлаждения для бизнеса может сделать промышленные земли Камберленда более привлекательными для развития, особенно для предприятий, которые производят или потребляют значительное количество тепла, таких как теплицы и пищевые производства.

Привлечение бизнеса, по ее словам, означает создание рабочих мест и увеличение налоговой базы, что в конечном итоге сделает деревню более пригодной для жизни и устойчивой для ее жителей.

«Мы не всегда хорошо работали с природными системами», — говорит Браун. «Но я думаю, что это модель использования инструментов и ресурсов, которые у нас есть, для удовлетворения потребностей нашего сообщества. И я думаю, что это гораздо более устойчиво, чем то, как мы делали это в прошлом».