Подземното топлинно замърсяване може да се използва за смекчаване на климатичните промени


Сп. Българска Наука, брой 161:

***

Топлината, която прониква в земята под градовете като Лион, Франция може да бъде рециклирана за затопляне на домовете и да намали зависимостта от изкопаеми горива.

 

Тайната към ефективното затопляне на сградите може да се крие под краката ни, в топлината която хората неволно съхраняват под земята.

Градовете затоплят заобикалящия ги въздух и създават градски топлинни острови (концентрация на настилки и сгради, които абсорбират и задържат топлината, води до повишаване на енергийните разходи например за охлаждане на помещенията). На 8 юли в Nature Communications изследователи споделят анализ на кладенците за подземни води в Европа и части от Северна Америка и Австралия. Те разкриват няколко хиляди локации, които притежават излишна подземна топлина, която може да се рециклирана за затопляне на сгради в продължение на години.

Дори ако хората успеят да премахнат цялото натрупано термално замърсяване, съществуващата инфраструктура в една четвърт от местата ще продължи да затопля земята достатъчно, за да може топлината да се събира за много години напред. Това може да намали зависимостта от изкопаеми горива и да смекчи климатичните промени.


Разбери повече за БГ Наука:

***

Хидрогеологът Грант Фъргюсън от университета Саскачеван в Саскатун, Канада, който не е бил част от проучването, коментира, че анализът показва влиянието, което рециклираната подземна топлина може да има, ако се усвои в по-голяма степен. „Там има много неизползван потенциал“ – казва Фъргюсън.

Топлината прониква под повърхността от затоплената структура на сградите, гаражите, тунелите и от изкуствените повърхности като асфалта, който абсорбира слънчевата радиация. Изследователи в Лион, Франция през 2016 г. откриват, че инфраструктурата, направена от човек, загрява подземните води с повече от четири градуса по Целзий. 

Учените не разбират напълно как топлинното замърсяване променя подземната среда. Обаче затоплянето под повърхността може да накара замърсители като арсен да преминават през подземните води по-лесно.

Извличането на термалното замърсяване може да бъде постигнато чрез пренасяне през тръби на подземната вода до топлинни помпи на повърхността. Сюзън Бенц, учен на околната среда в университета Далхаузи в Халифакс, Канада казва, че водата, загрята под земята от всичката задържана топлина, може да затопли сгради като отделя топлина в по-хладните вътрешни помещения. 

Усвояването на подземната топлината по този начин може да предостави на някои общности надежден и ниско енергиен източник за затопляне на техните домове. – добавя Бенц – и ако не го използваме, той просто ще продължи да се натрупва. 

Бенц и нейните колеги анализират размера на населението, нуждата от отопление и температурата на подземните води на повече от 6000 места, повечето от които са в Европа. Изследователите откриват, че при 43% от локациите – главно при тези в гъсто населените области – достатъчно топлината се е натрупала в горните 20 метра от земната повърхност, за да задоволи местната потребността от отопление за една година. 

Любопитни относно устойчивостта изследователите идентифицират места, където не само натрупаната термално замърсяване е високо, но и непрекъснатият поток от топлина под земята. Техните изчисления показват, че ако първоначално всичката натрупана топлина е извлечена, продължаващата топлина, която се просмуква от съществуващата инфраструктура, може да бъде събирана при 25% от шестте хиляди локации. При 18% от местата тази рециклирана топлина може да задоволи най-малко една четвърт от нуждата за отопление на местното население. 

Изследователите казват, че построяването на системи, които да се възползват от човешкото топлинно замърсяване днес, може един ден да помогнат на хората да събират топлината, породена от климатичните промени.

Използвайки климатични прогнози за края на века, екипът проучва вероятността за извличане на подземна топлина в по-топъл свят. В най-оптимистичния сценарий за затопляне, който предполага пик на емисиите на парникови газове през 2040 г., изследователите смятат, че климатичните промени ще затоплят земята толкова до края на века, че рециклирането на подземна топлина при 81% от изучаваните локации ще може да посрещне повече от една четвърт от нуждите за отопление. Ако няма усилия за ограничаване на емисиите, това число скача до 99% от местата.

Въпреки че проучването се фокусира основно в Европа, Бенц казва, че другите континенти вероятно също съдържат излишък от подземна топлина, която може да се усвои. Тя казва, че в Европа и другаде по света, рециклирана топлина е най-достижима в крайградските райони, където има както задоволително количество подземна топлина, за да посрещне местните нужди от отопление, така и място за монтиране на системи за рециклиране на топлина. 

Гледайки напред, Бенц планира да проучи дали охлаждането под повърхността може да помогне за намаляване надземната температура в градска среда. Тя смята, че това може всъщност да бъде допълнителен инструмент за контролиране на надземната градска топлина. 

 

Превод: Мартин Марков

Източник: sciencenews.org


Включи се в списъка ни с имейли – получаваш броеве, статии, видеа и всичко, което правим за популяризирането на науката в България.