整個裝置稱為“福溪能源中心”，它在本質上是一座加熱站，作用是為東南福溪的住宅和辦公樓提供熱水和暖氣。
美國曾做過一項統(tǒng)計，結果發(fā)現(xiàn)其每年向下水道排放的熱水中含有3500億萬千瓦時的能量，幾乎可以為3000萬戶美國家庭提供電力。
嚴冬時節(jié)，熱水嘩嘩地從水管流出，奔流到下水道中時仍余溫尚存，其中浪費的熱能可謂不少。美國曾做過一項統(tǒng)計，結果發(fā)現(xiàn)其每年向下水道排放的熱水中含有3500億萬千瓦時的能量，幾乎可以為3000萬戶美國家庭提供電力。一項新的能源回收實驗正在北美興起，嘗試將廢水中的熱能回收起來，將之變成一種高效率、可循環(huán)的能源。
北美第一處熱回收設施
溫哥華的“東南福溪”是市內的一片新興城區(qū)，2010年溫哥華主辦冬奧會，這里就是奧運村的所在地。區(qū)內有一座甘比街橋，現(xiàn)在，橋的南端豎起了五根粗大管道，那造型仿佛五根伸向天空的手指，管道頂端還裝著指甲形狀的LED燈。這個東西粗看是件街頭藝術品，其實是福溪區(qū)下水道熱回收裝置的一部分。
整個裝置稱為“福溪能源中心”，它在本質上是一座加熱站，作用是為東南福溪的住宅和辦公樓提供熱水和暖氣。能源中心的設施由兩部分組成，一個是污水泵站，另一個是下水道熱回收與分配系統(tǒng)。甘比橋上望見的五根“手指”就是中心的排氣囪，除了它們，中心的三分之二建筑以及大部分機械裝置都位于地下，這既是為了減少視覺污染，也是為了將噪音減到最低。排氣囪上的LED燈會變換顏色，標志熱量輸出的多少，由藍色到橙色，再到代表最大輸出的紅色。
福溪能源中心是北美第一處從未經(jīng)處理的城市廢水中提取熱量的設施。它目前的服務范圍僅為奧運村，但是當整個城區(qū)在2020年完全建成之時，中心將向56萬平方米左右的建筑供暖，16000位居民將從中受益。那時的東南福溪也將成為全世界“最綠”的城區(qū)之一。
從廢水中提取熱量
就原理而言，廢水熱回收其實相當簡單：當廢水從馬桶、浴室、洗碗機、洗衣機等源頭進入下水道時，它們的溫度大致是不變的，一般維持在15攝氏度左右。雖然會有地域和季節(jié)的差異，但下水道里的水基本都是溫水，其中的熱能是可以循環(huán)利用的。所謂熱回收，回收的就是這部分熱能。
它在技術上也不甚復雜。一個廢水熱回收系統(tǒng)有兩個功能，一是用熱泵來留住廢水中的熱量，二是將廢水凈化成清潔的水流，再送回住宅和辦公場所。整個系統(tǒng)完全封閉，其中的臟水和凈水互不混淆，但廢水的溫度可以用來加熱凈水。
這項技術的優(yōu)點就是節(jié)能：在冬天，它需要加熱的水本身就有15攝氏度，因此要比加熱冷水耗費的能量少得多。而到了夏季，系統(tǒng)又可以倒轉熱泵，用其中15攝氏度的涼水來給建筑降溫，從而降低空調費用。與之類似的一個裝置是地熱泵，它利用的是溫和、持續(xù)的地熱來加熱房屋、降低制冷費用。但建設地熱系統(tǒng)需要耗費巨資，在房屋底下深入挖掘，以導出地熱。而“下水道熱”系統(tǒng)采集的是人工的熱量，所使用的也是現(xiàn)成的淺層管道，不必再大動干戈地重新排管。
廢水熱能的驚人潛力
眼下，廢水熱回收系統(tǒng)的初步成功已經(jīng)贏得了人們的重視，大家逐漸意識到了廢水具有解決能源短缺問題的潛力。加拿大溫哥華城外有一家“國際廢水熱交換系統(tǒng)公司”，總裁林恩·穆勒打趣說：“干我們污水處理這一行的，很少有人愿意跟我們握手。但在過去兩年里，和我交談過的每一個人都認識到了從下水道流失的熱量。這些熱量都該回收。”
在這個形勢下，有好幾個國家開始研究下水道的熱量回收，有的國家更是已經(jīng)開始實踐，比如日本的東京和挪威的奧斯陸。而在中國，面積達到十萬平方米的北京火車南站也用上了熱回收系統(tǒng)。現(xiàn)在，美國也對這個新能源開展了試驗。
在芝加哥，一個廢水熱回收系統(tǒng)在 2012年5月開始運作。這個耗資175,000 美元的系統(tǒng)由一位芝加哥大學的教授設計，其經(jīng)費有一半來自芝加哥水利事業(yè)局，另一半則來自公益性的私人機構。系統(tǒng)被安置在芝城的一家水處理廠內，運轉至今，已經(jīng)使加熱和冷卻的成本降低了五成。據(jù)估算，在三年之內，系統(tǒng)就能自負盈虧，而水處理廠所使用的能量只占到污水中回收能量的2％，還有大量富余能量可供城里的其他設施使用。
華盛頓州的國王縣（西雅圖是其行政中心）政府也有意推廣這種節(jié)能的手段。今年早些時候，縣政府召集當?shù)氐姆慨a(chǎn)開發(fā)商開了一個通報會。在會上，縣廢水處理部的資源回收經(jīng)理杰西·以色列向開發(fā)商們介紹了熱回收的前景。她在會上很受歡迎，與會者反響熱烈：“兩年之前，都還沒有人聽說過下水道和熱回收。但是現(xiàn)在，大家都跑來跟我說‘嘿，下水道熱回收，跟我好好說說。’”她還表示，雖然開發(fā)商的房子尚未動工，但他們已經(jīng)盯上西雅圖市內 400 公里長的管道了。
“下水道熱回收是最酷的，”她說，“我從沒想到有一天我會這么說。”
然而，要將這個資源利用起來卻并不容易。到現(xiàn)在，國王縣政府還在考慮向開發(fā)商開放下水道會有什么后果，也不知道該制定什么樣的規(guī)章手續(xù)。一個簡單的解決方法是從每座建筑物的下方和內部取得廢水能量，而不必觸及城內的公共基礎設施。這就是林恩·穆勒的用武之地了，他設計的系統(tǒng)正可以安裝在建筑內部，在廢水流出建筑之前捕獲其熱量。這樣做非但可以使公共設施免于破壞，而且還能獲得更多能量：由于建筑物的隔熱效果，這時的廢水還有大約21攝氏度。穆勒的公司曾在溫哥華的一組聯(lián)排別墅里安裝了這套系統(tǒng)，結果不僅使其能耗降低了75％，還幫助開發(fā)商贏得了LEED鉑金評級——這是由美國綠色建筑協(xié)會頒發(fā)的認證系統(tǒng)中最高的一級。
不過，雖然廢水熱回收事業(yè)已經(jīng)起步，但是到今天，它的發(fā)展還只能算是蹣跚而行，技術的推廣仍受到城市規(guī)模等因素的制約。比如明尼蘇達州的布雷納德，一座人口13000的小城，當局已經(jīng)計算好了下水道中的水溫和可資利用的能量，但是回收系統(tǒng)卻遲遲建不起來——因為這里不是北京，沒有十萬平方米級別的建筑項目。
對此，杰西·以色列表示，熱回收行業(yè)需要做出幾個具有示范作用的項目，以證明這項技術可以在不同的環(huán)境中應用，而技術的其他推廣者也需加倍努力，向公眾多多宣傳污水中產(chǎn)生清潔能量的驚人潛力。
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