是否有一种环保且可持续的方式来为建筑物供暖和制冷？答案也许就在我们脚下。含水层是由多孔岩石或沙子和砾石等材料组成的地层，借助一种称为“蓄水池”的技术，可以将其开发为巨大的天然“电池” 含水层热能储存 (ATES)。
地下的能源宝库
由于地球的绝缘特性，含水层能够储存热能。通过利用这些特性，可以在不使用天然气或化石燃料电力的情况下将热能转移到地面建筑物。这种形式的地热能涉及两个独立的井，一个热井，一个冷井，将地表与下面的地下水连接起来。
冬季，水从温度约为 15 摄氏度的热井中抽出，并通过热交换器。该过程与热泵一起从地下水中提取热量来加热室内空间。然后，较冷的水被注入第二口井，形成冷水储备，在夏季用于冷却建筑物。
由于水泵和其他设备依靠太阳能或风能等可再生能源运行，这种热液系统有助于减少对化石燃料的需求并限制碳排放。 发表在 Applied Energy 的新论文（我在这里链接） 他说 ATES 可以将用于加热和冷却的天然气和电力的使用量减少高达 40%。
含水层，技术并不适合所有人......
尽管 ATES 技术有很多好处，但尚未在全球范围内广泛采用。 约 85% 的 ATES 系统位于荷兰，这里地质条件优越，并且有严格的国家能源效率标准。然而，最近的研究表明，德国大片地区和近三分之一的西班牙人口居住在适合ATES的地区。正如你所看到的，意大利的状态也很好 从这张地图。比其他地区更能利用这项技术的“领导者”是皮埃蒙特、艾米利亚罗马涅和托斯卡纳。
当然，ATES 技术并不适合所有地区，因为它取决于许多复杂的地质因素。这些是非常低热值的地热储层。例如，一座建在坚固岩石上的城市不容易进入含水层，即使是能够进入含水层的城市也需要足够的“水力传导性”，也就是说，水能够轻松地流过沙子等地下材料和砾石。 ATES 还存在一些障碍，例如与含水层地质分析以及钻井和抽水设备安装相关的高成本。
……但只要能做到，它就能发挥作用
一旦水井和水泵建成，该系统就可以利用免费、丰富的太阳能或风能运行。 ATES 占用的表面空间很小，为城市日益需要的城市花园和其他开放绿地留下了空间。这些并不是技术提供的唯一优势：首先，减少对不可再生能源的依赖并减少对环境的影响。 ATES 特别适合大型建筑，例如医院或大学等建筑群，它们可能共享专用的水井和其他设备设施。
如果您愿意首先投资以提高气候适应能力并变得更加可持续，那么含水层技术是一个理想的选择。随着人们对气候变化的认识不断增强以及减少温室气体排放的必要性，ATES 可能成为可持续能源未来越来越受欢迎的解决方案。
