Πώς να θερμάνεις μια πόλη 350.000 ανθρώπων;
Ένα πλημμυρισμένο υπόγειο στο κέντρο της πόλης δείχνει πόσο ρηχά είναι ο υδροφόρος ορίζοντας που βρίσκεται κάτω από την πόλη.
Ένα συναρπαστικό νέο έργο στην Ουαλία βοηθά στην αντιμετώπιση της ενεργειακής φτώχειας της περιοχής μέσω της αστικής γεωλογίας.
Τελευταία, επιστήμονες από το Βρετανικό Γεωλογικό Ινστιτούτο (BGS) παρακολουθούν τις ρηχές θερμοκρασίες των υπόγειων υδάτων σε όλη την πόλη του Κάρντιφ, και εκπληκτικά διαπίστωσαν ότι το έδαφος κάτω από την πόλη είναι πολύ θερμότερο από ό, τι αναμενόταν. Η θερμότητα που χάνεται από τα κτίρια και τους υπονόμους στις πόλεις φυσικά αποθηκεύεται στο έδαφος, καθώς επίσης απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα, σε μια διαδικασία που αναφέρεται ως φαινόμενο της «αστικής θερμικής νησίδας». Πρόκειται για μία διαδικασία όπου μια πόλη ή μητροπολιτική περιοχή είναι σημαντικά θερμότερη από τις γύρω αγροτικές περιοχές γεγονός που οφείλεται σε ανθρώπινες δραστηριότητες.
Η εργασία των επιστημόνων έχει δείξει ότι, στο Κάρντιφ, τουλάχιστον, από αυτό το ανθρωπογενές φαινόμενο έχει αυξηθεί η θερμοκρασία των υπόγειων υδάτων από 11 σε 14 βαθμούς Κελσίου σε πολλές περιοχές. Γιατί λοιπόν να μην χρησιμοποιήσουμε αυτήν άφθονη πηγή δωρεάν, θερμότητα με χαμηλές εκπομπές άνθρακα για να ζεσταθούν τα σπίτια στην πόλη;
Η Κάρντιφ, είναι μια πόλη με περίπου 350.000 ανθρώπους, ήταν κάποτε ο μεγαλύτερος εξαγωγέας άνθρακα στον κόσμο, ωστόσο αυτές οι δραστηριότητες έχουν σταματήσει και έχει σημειωθεί σημαντική αστική ανάπλαση κατά τη διάρκεια των τελευταίων 20 ετών. Η πόλη είναι πάνω από πρόσφατες γεωλογικά «επιφανειακές» αποθέσεις από ποτάμια και θαλάσσια ύδατα, και άμμο και χαλίκια που έχουν αποτεθεί από το λιώσιμο των πάγων στο τέλος της τελευταίας εποχής των παγετώνων. Οι ρηχές αμμώδεις και χαλικώδεις αποθέσεις κατέχουν σημαντικές ποσότητες υπόγειων υδάτων που μπορεί να προσεγγιστούν εύκολα μέσω γεώτρησης στο έδαφος. Χρησιμοποιώντας 168 υπάρχουσες γεωτρήσεις παρακολούθησης στάθμης των υπόγειων υδάτων που διανέμονται σε όλη την πόλη μετρήθηκε η εποχική θερμοκρασία των υπόγειων υδάτων ανά 1m βάθος χρησιμοποιώντας ένα θερμόμετρο που συνδέεται με ένα μακρύ καλώδιο. Στο Κάρντιφ τα υπόγεια ύδατα είναι συχνά μόλις 3-4μ κάτω από την επιφάνεια γεγονός που καθιστά τα συστήματα GSHP - γεωθερμικές αντλίες θερμότητας ή και σύστημα ψύξης που μεταφέρει τη θερμότητα προς ή από το έδαφος- περισσότερο αποδοτικά για την ανάπτυξη σε σύγκριση με συστήματα βαθιάς γεώτρησης που απαιτούν μεγαλύτερες αντλίες νερού.
Οι επιστήμονες βρήκαν ότι τα υπόγεια ύδατα στην Κάρντιφ είναι θερμότερα αρκετούς βαθμούς από ό, τι αναμενόταν, γεγονός που το καθιστά ελκυστική μελλοντική πρόταση για την ανάπτυξη των συστημάτων θερμότητας επίγειας πηγής. Για να βοηθήσουν τους σχεδιαστές και προγραμματιστές στην υλοποίηση αυτού του προγράμματος σχεδίασαν έναν χάρτη της πόλης που δείχνει την κατανομή της θερμοκρασίας των υπόγειων υδάτων και κάλεσαν τους αρμοδίους να επανεξετάσουν τη μελλοντική στρατηγική ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την πόλη τους.
Μια κοινοπραξία που ιδρύθηκε για αυτό το λόγο μεταξύ του BGS, του Δήμου, την λιμενική αρχή και την εταιρεία WDS Green Energy οδήγησε σε ένα έργο που θα χρηματοδοτηθεί από το 2015.
Το υπόγειο σύστημα σύλληψης θερμότητας, θα προβλέπει την εγκατάσταση ενός συστήματος θέρμανσης επίγειας πηγής ανοικτού βρόχου σε ένα τοπικό νηπιαγωγείο και την παρακολούθηση της βιωσιμότητας του συστήματος. Οι γεωτρήσεις θα αντλούν νερό από την άμμο και το χαλίκι του υδροφόρου ορίζοντα. Το παρακάτω βίντεο δείχνει πως θα γίνει η εγκατάσταση. Τα υπόγεια ύδατα θα αντληθούν από τον υδροφόρο ορίζοντα, ώστε να μπορούν να περάσουν διαμέσου ενός εναλλάκτη θερμότητας, στη συνέχεια επιστρέφουν στο έδαφος μέσω μιας δεύτερης γεώτρησης. Αυτός ο τύπος του συστήματος ονομάζεται αντλία θερμότητας «ανοικτού βρόγχου» επίγειας πηγής. Η θερμότητα που βγάζει θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ζεστού νερού για να κρατήσει ζεστό το σχολείο κατά τη διάρκεια του χειμώνα, ενώ βοηθά επίσης στην αύξηση της ενεργειακής ασφάλειας, καθώς και τη μείωση των εκπομπών CO 2 και την εξάρτησή μας από τα συμβατικά ορυκτά καύσιμα.
Οι μελλοντικές εργασίες για την περίοδο 2015/16 θα περιλαμβάνουν ανάλυση της θερμοκρασίας των υπόγειων υδάτων και των δεδομένων της γεωχημείας, και εγκατάσταση του πρώτου τηλεμετρικού αστικού δικτύου θερμοκρασίας των υπόγειων υδάτων στο Ηνωμένο Βασίλειο. Επίσης, θα δημιουργηθεί ένα 3D γεωλογικό μοντέλο για την υποστήριξη του σχεδιασμού του υπεδάφους και την βιώσιμη ενσωμάτωση των μελλοντικών συστημάτων.
Γεωδίφης
Πηγή-British Geological Survey
