旧矿井如何为我们的城市供暖?

本-英国地质调查局的科学家们想出了一个策略，利用热泵从被淹矿井深处的水中提取热量，为家庭供电，每消耗1千瓦的能源，就会产生大约4千瓦的热量。Diarmid Campbell在爱丁堡报道。

迪亚米德:我们的想法是利用热泵技术来开发城市地下的资源，我们一直以格拉斯哥为试验案例。我们之所以选择格拉斯哥，主要是因为过去几年我们在那里做了很多工作，开发了格拉斯哥地下的高分辨率3D模型。我们已经对废弃矿山的范围有了很好的了解，这些矿山覆盖了格拉斯哥市和更广泛的格拉斯哥城市群的大部分地区。

克里斯-格拉斯哥有多少地方是在矿井上?

戴安娜:嗯，把格拉斯哥作为一个整体来看，这个比例大约是50%。

克里斯-很多啊。

Diarmid -事实上，格拉斯哥东部的大部分城市都坐落在矿山上。

克里斯:有多深?

Diarmid -它们的最大深度约为610米，但平均而言，它们通常在250到300米的深度范围内，但有些矿井的工作非常浅。一些最古老的矿井重新浮出水面。

克里斯:它们还完好无损还是都坍塌了?

Diarmid -使用了各种采矿技术，并且在一些非常接近地表的工作中出现了各种坍塌，这些工作是最古老的工作。但总的来说，随着煤矿的发展，他们开始使用一种叫做长壁采矿的技术，这种技术实际上允许煤矿开采后立即坍塌。所以，大部分塌陷都发生在很久以前，那时矿山还在开采。

克里斯:所以，地下的岩层是完整的，因此非常坚固，不透水，它会被这种横向竖井打断，即使发生坍塌，也会有很多碎片，东西可以从那里流过。

是的，流动的概念是所有这一切的关键原则，因为一旦矿井停止运作，水泵被关闭，那么真正的地下水系统就被允许重新侵入岩石。所以基本上，废弃的矿井现在被淹没了，重要的是，这是一个重要的含水层，含有大量的水，这些水很容易流过矿井，流过连接矿井和竖井的隧道。这是我们利用地源热泵技术可以利用的重要因素。

所以，你可以在这些横向竖井里放一根管子或一个钻孔，这些竖井在环境温度下充满了水。

戴安娜:是的。

Chris -这是否会利用矿井中某些部分的温度与其他部分不同的事实，而你正在使用这种温度梯度?

戴安娜:是的。这个想法并不是全新的。这些系统通常是小规模的，事实上，在格拉斯哥有一个例子，它已经运行了13年，在一个住房协会项目中为大约16、17个房子提供空间供暖。这是开发这个项目的建筑师的一个非常创新的想法。你钻得越深，水就可能变得越热。然后你可以把水抽到地表，利用热交换提取一些热量——这基本上是我们冰箱里的技术——然后把稍微冷一点的水放回矿井工作的较浅的地方。

所以，你把一些较热的水抽出来，用热泵技术提取热量，然后把较冷的水放回矿井的另一个地方。

Diarmid:是的，通常是矿山较浅的部分，这是目前在荷兰南部最大的此类系统工作实例中所做的。这是一个示范性项目，于2008年投产。它得到了欧盟的一些支持，以筹集资金使该项目启动和运行，但开发商从当地政府设立的一家公司购买供热技术。

克里斯:这样做会有风险吗?因为你把水放进去了，尽管在矿井的一个地方放了一点点冷却器，带走了能量。这可能会影响压力，不是吗?或者对岩石的影响，它可能会使岩石在整个矿山中收缩或不同地膨胀。这没有风险吗?

我不认为压力是真正利害攸关的问题，因为我们在系统中移动的水的体积可能是每秒几十升。所以，我们并没有在系统周围移动大量的水，但是可以肯定的是，我们必须考虑到岩体温度的变化，特别是与一些最古老的工作场所有关的东西，这些工作场所留下了岩石支柱，支撑着工作场所的顶部。我们在爱丁堡大学的同事们正在研究这方面以及这可能造成的潜在压力。但我们认为，在我们可能操作这个过程的那种规模上，这不会是一个大问题。

Chris:根据你绘制的地图，你认为下面有多少能源，比如这个系统能提供多少格拉斯哥的能源?

黛米德:嗯，我们用了各种方法来研究这个问题，但流速法考虑了从矿井工作中可能得到的钻孔产量和将要开采的水的温度，我们提出了各种各样的方案。其中一项建议是，在有矿井的地区，每平方公里挖4个钻孔，提取温度高达10摄氏度，这比我们通常预期的要高。你可以潜在地提供格拉斯哥40%的空间供暖需求，这是在相当可持续的基础上，可能长达100年。

克里斯:格拉斯哥有多少人?

格拉斯哥市区有120万人，其中60万人住在格拉斯哥市内，但其中约有一半人住在矿区上方。

克里斯-大概，格拉斯哥也不是唯一有矿井的城市。

戴安娜:当然不是。事实上，苏格兰中部谷地有很大一部分人居住在煤矿附近英格兰东北部和西北部有主要的煤田，约克郡煤田，中部地区，南威尔士，等等因此，相当一部分英国人口居住在煤矿附近。

克里斯:所以如果你在这里成功了，那么你就可以在全国范围内推广。

戴米德:是的，我们非常希望看到它是否能够实现。