地铁废热项目为德国城市提供巨大供暖机会

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地铁在隧道中刹车和加速会产生大量热量，然而大部分这些热量却没有有效利用。巴黎等管道废热利用项目中巧妙地利用这些废热用于供暖。研究人员在这些案例中看到了能源的巨大潜力。德国也希望尝试这一新的能源利用技术。

地铁在隧道中呼啸而过，同时也会产生巨大的热量。通常情况下，这些热量会通过通风井散开。斯图加特大学的研究人员几年前在Fasanenhof站的斯图加特U6线电车隧道的调查研究发现，这些热能也可以再利用。当时，岩土工程研究所的 Christian Moormann 和他的团队负责该试点项目。他们在隧道壁上安装了温度传感器和塑料管。这些管中的水吸收环境温度，热泵进一步提高水温。 

德国有大量未利用的废热

迄今为止，德国每年都有大量工业废热未经利用而被排放到环境中。德国能源署 (Dena) 称，德国商业和工业每年产生约 1250 亿千瓦时的废热，其中一些可直接在本地使用。如果条件合适的话，剩余的废热还可以用于建筑物供暖，例如将其输送到供热网络。这可以取代化石燃料。Dena 称，甚至可以为全国多达一千万户家庭供电。



据报道，巴黎将来自地铁隧道的热量输送到一栋拥有 20 套公寓的建筑中。据国家铁路公司 RATP 和住房公司 Paris Habitat 称，平均约三分之一的建筑物供暖需求通过这种方式得到满足。

伦敦一个废弃火车站自 2020 年起就将地铁隧道产生的废热输入当地供热网络。约有 1300 户家庭获得了暖气和热水供应。奥地利和瑞士也有类似案例。
 

地铁废热利用的潜力

专家认为，类似的废热利用的成功经验在德国同样具有潜力——尤其是在大城市。找到对气候无害的热源来供热并不容易。 

由于地热能，铁路隧道内哪怕是冬季的温度也不会低于十度左右。此外，列车在制动和加速时，还会因摩擦而产生废热。



海德堡能源与环境研究所 (Ifeu) 的Sebastian Blömer 表示，这就是机器或工艺过程中产生废热就地发挥作用的领域。他和他的团队与柏林生态经济研究所合作，计算出了2023年柏林地铁网络每年产生约 460 千兆瓦时的废热 - 这相当于柏林市区域供热需求的 4%。根据研究，这比柏林的工业（340千兆瓦时）或数据中心（120千兆瓦时）产生的废热还要多。 
 

技术可行，电力成本高

Moormann教授在斯图加特的测量结果证实，利用热能在技术上是可行的，但这种技术的运营成本很高。热泵需要电力，而且是长期的运营成本。

联邦环境署的Andreas Bertram表示，从生态角度来看，这项技术具有优势，因为近地表地热能可用于已经建成的隧道。因此，使用隧道作为热源对环境的影响可以忽略不计。 此外，地铁隧道穿过市中心，可以让能源到达需要它的地方。但为了使铁路隧道将来能够作为热源，在隧道建设时必须考虑安装吸收管。后期加装几乎不可能。而现在很少修建新的铁路隧道了。
 
研究人员介绍，该技术还可在下水道或公路隧道中发挥作用。斯图加特10号联邦公路的Rosenstein隧道在建设过程中就利用了地热。该项目旨在为未来几年将建成的斯图加特动物园大象饲养场提供供暖。 

Moormann教授认为利用废热为本地供暖的技术已经成熟，可以规划为可靠的标准解决方案。未来只要新建一个公路隧道，从一开始就应考虑地热的利用非常重要。

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地铁废热项目在德国城市中的应用潜力巨大，尤其是在大城市中，这种能源利用方式为城市供暖提供了新的思路和机会。地铁运行过程中产生的热量，往往被浪费掉，但通过技术手段，可以将这些废热转化为可用的能源。

例如，在斯图加特的研究中，通过在隧道壁上安装温度传感器和塑料管，水能够吸收环境热量，然后通过热泵进一步提升温度，用于供暖。这种方法虽然在技术上可行，但运营成本仍然较高，主要是电力消耗问题。

与其他城市比如巴黎和伦敦的成功案例相比，德国在废热利用方面也有较大的潜力。根据统计，柏林地铁网络每年产生的废热可以满足该市4%的供热需求，远超工业或数据中心产生的废热。

然而，要全面推行这一技术，前期在隧道建设时考虑到废热回收系统的安装是关键，因为后期的改造几乎不可能。此外，除了地铁隧道，其他基础设施如下水道和公路隧道同样可以应用这一技术。

总体来看，地铁废热的利用不仅符合可持续发展的理念，还为德国城市的能源转型提供了一种新的思路和解决方案。
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