Standorte für die Planung und Bereitstellung von Projekten zur geothermischen Heizung und Kühlung in der Gemeinschaft
NREL ist Partner und Fördermittelempfänger bei vier von elf von der GTO ausgewählten kommunalen Geothermieprojekten und leistet technische Unterstützung für zwei der ausgewählten Gemeinden im Rahmen anderer DOE-Programme. Grafik von Nicole Leon-Molina, NREL
Dank einer neuen, vom US-Energieministerium (DOE) finanzierten Initiative könnte eine Gemeinde in Ihrer Nähe mehr geothermische Heizung und Kühlung erhalten. Büro für Geothermietechnologien (GTO).
Diese Initiative wird bis zu bereitstellen 13 Millionen US-Dollar in zwei Phasen zur Unterstützung gemeindegeführter Geothermielösungen. Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) wurde zum Unterempfänger von vier der elf Gemeinden ernannt, die für kommunale Planungs- und Einsatzprojekte für geothermische Heizung und Kühlung ausgewählt wurden.
NREL wird Gemeinden in Colorado (Carbondale), Vermont (Middlebury) und Alaska (Seward und eine abgelegene Gemeinde in der Nähe von Nome) bei der Installation regionaler oder vernetzter Geothermietechnologien unterstützen.
„Diese Projekte ermöglichen es uns, die Spitzenforschung und das Fachwissen von NREL in Gemeinden zu bringen, in denen der Übergang zu einer sauberen Energiequelle wie Geothermie am wirkungsvollsten sein wird“, sagte Amanda Kolker, Programmmanagerin für Geothermielabore bei NREL.
Der Schwerpunkt der Projekte liegt auf der Entwicklung, Planung und Installation neuer oder nachgerüsteter geothermischer Fernwärme- und Fernkühlsysteme, die mindestens 25 % der Heiz- und Kühllast in diesen Gemeinden decken. Die Systeme erschließen den Untergrund der Erde, um sowohl Unternehmen als auch Wohnräumen CO2-arme Wärme und Kühlung über ein unterirdisches Verteilungsnetz bereitzustellen, das eine Vielzahl von Technologien nutzt, wie zum Beispiel geothermische Wärmepumpen im Bezirksmaßstab und geothermische Direktnutzung (d Wasser).
NREL-Forscher spielen eine Schlüsselrolle bei der Gestaltung und Umsetzung dieser Projekte, die Teil der Projekte des Weißen Hauses sind Justice40-Initiative um sicherzustellen, dass 40 % des Gesamtnutzens bestimmter Bundesinvestitionen in benachteiligte US-Städte und Stadtteile fließen.
Diese vielfältigen Gemeinden präsentieren eine Reihe von Systemgrößen, Technologien und Regionen und bieten umfassende Fallstudien, die zur Implementierung ähnlicher sauberer Heiz- und Kühllösungen in anderen Gemeinden genutzt werden können. Ausgewählte Projekte werden auch Lösungen für die Verbesserung der Umweltgerechtigkeitsbedingungen und die Entwicklung von Karrieren im Zusammenhang mit erneuerbaren Energiequellen durch technische Ausbildung und Initiativen zur Umstellung der Arbeitskräfte ermitteln.
„Dies bietet uns die Möglichkeit, unser Wissen anzuwenden, um den Entwurf und die Entwicklung dieser Systeme zu unterstützen“, sagte Matt Mitchell, Forscher im Building Technologies and Science Center des NREL und NREL-Leiter für die Projekte in Middlebury und Seward. „Unsere Arbeit hier wird dazu beitragen, diese Systeme auf den Markt zu bringen. Es hilft uns auch, mehr über sie zu erfahren und zu erfahren, wie diese Dinge in Zukunft besser gemacht werden können, was auf lange Sicht allen hilft.“
Carbondale, Colorado
Für das Carbondale-Projekt wird NREL mit Clean Energy Economy for the Region, einer gemeinnützigen Organisation mit Sitz im Westen Colorados, zusammenarbeiten, um Erdwärmepumpen zu installieren. Diese Wärmepumpen werden einen Netto-Null-Bezirk unterstützen und mehrere wichtige Gebäude in der Gemeinde heizen und kühlen, darunter Schulbezirksbüros, eine Bibliothek, 20 erschwingliche Wohneinheiten, eine weiterführende Schule, ein Zentrum für gemeinnützige Organisationen und Stadthäuser. Darüber hinaus berücksichtigt das Projektteam auch, welche Auswirkungen dieser Übergang auf die lokale Belegschaft haben wird.
„Ziel dieses Projekts ist es, Erdgas im gesamten Energiebezirk durch Erdwärmepumpen zum Heizen und Kühlen zu ersetzen, damit wir die Umweltauswirkungen der Erdgasverbrennung eliminieren können“, sagte Xin Jin, Forscher am Building Technologies and Science Center des NREL und am NREL Leiter des Carbondale-Projekts.
Middlebury, Vermont
In Zusammenarbeit mit GTI Energy, einer Forschungs- und Ausbildungsorganisation mit Schwerpunkt auf Energiewende, und Vermont Gas werden NREL-Forscher ein Geothermiesystem entwickeln, das mindestens 50 % des Heiz- und Kühlbedarfs einer neuen bezahlbaren Wohnsiedlung decken wird. Diese Entwicklung wird aus Reihenhäusern, Doppelhäusern und Multiplex-Einheiten bestehen, von denen 30 % für Haushalte mit niedrigem und mittlerem Einkommen bestimmt sind. NREL-Forscher werden Hinweise zum geothermischen Erdkreislauf und zum unterirdischen Wärmenetz dieses Projekts geben und das Erdwärmeaustauschsystem entwerfen.
Seward, Alaska
NREL-Forscher werden mit der Stadt Seward auf der Kenai-Halbinsel in Süd-Zentral-Alaska zusammenarbeiten, um ein kommunales Heiz- und Kühlsystem zu entwickeln, das das bestehende Design der kohlendioxidbasierten Wärmepumpensysteme der Stadt verfeinern wird. In der öffentlichen Bibliothek wird eine geothermische Wärmepumpe installiert, die dann Warmwasser an mehrere andere städtische Gebäude in Seward verteilt. Dieses neue System wird nahezu den gesamten Heizbedarf für die Hälfte der städtischen Gebäude der Region decken und dabei Energie aus aufgetautem Meerwasser aus der nahegelegenen Resurrection Bay in einem geschlossenen geothermischen Wärmepumpensystem nutzen.
„Es ist eine Art Proof of Concept – wenn wir das schaffen, wenn wir ein Fernwärmesystem für eine kleine Gemeinde in Alaska bauen können, dann können auch größere Gemeinden diesem Beispiel folgen und aus unseren Erfahrungen lernen“, sagte Robbin Garber-Slaght, ein Forscher am NREL-Campus in Alaska und NREL-Co-Leiter des Projekts.
Sobald die Wärmepumpe installiert ist, werden NREL-Forscher der Gemeinde dabei helfen, Daten zu sammeln, um den Betrieb des neuen Heizsystems zu verfeinern.
Pilgrim Hot Springs, Alaska
Geografisch isoliert und mit begrenztem Zugang zu zentralen Energiesystemen ist Pilgrim Hot Springs eine historische Stätte auf der Seward-Halbinsel in Alaska, 60 Meilen von der Stadt Nome entfernt. Obwohl das Gebiet seit Jahren unbewohnt ist, gibt es Pläne, dieses Wahrzeichen als ganzjähriges Reiseziel wiederzubeleben. Ein zentraler Bestandteil dieses Revitalisierungsplans ist ein geothermisches Direktnutzungssystem im Bezirksmaßstab zur Wärme- und Warmwasserbereitung von Gebäuden sowie zur Kühlung von Lebensmittellagerbereichen.
„Die abgelegene Lage des Standorts macht diese Art von Projekt perfekt für die Region“, sagte Georgina Davis, Projektmanagerin am NREL-Campus in Alaska und Leiterin des Projekts. „Geothermie ist sozusagen die einzige Option, die es gibt.“
Im Erfolgsfall würde dieses Projekt der Region wirtschaftliche Erneuerung bescheren und Arbeitsplätze in einem abgelegenen Teil des Staates schaffen.
Phase eins und darüber hinaus
Die erste Phase dieser Projekte umfasst den Entwurf der vorgeschlagenen Systeme auf Gemeindeebene, die Analyse des Umwelt- und Genehmigungsbedarfs, die Durchführung von Machbarkeitsanalysen und die Zusammenarbeit mit der Gemeinde. Basierend auf den Ergebnissen der ersten Phase wird das DOE eine Untergruppe von Projekten auswählen, um in eine zweite Phase überzugehen und ihre Systeme bereitzustellen.
Zusätzliche Community-Unterstützung
Zusätzlich zu den Standorten Colorado, Vermont und Alaska unterstützt NREL zwei weitere ausgewählte Städte – Ann Arbor, Michigan, und Duluth, Minnesota – durch das Clean Energy to Communities (C2C) und das Communities Local Energy Action Program (C-LEAP) des DOE ) technische Hilfsprogramme.
Der Schwerpunkt des Ann Arbor-Projekts liegt auf der Schaffung eines geothermischen Kreislaufsystems sowie auf Effizienzsteigerungen, Solaranlagen auf dem Dach und Batteriespeichern, um 262 Haushalte und andere Gemeinschaftsgebäude in der Region zu heizen und zu kühlen. Unterdessen wird das Projekt in Duluth die Abwärme eines Sanitärbezirks nutzen, um ein Geothermiesystem zu schaffen, das 100 % der Heizlasten in einem benachteiligten Viertel abdeckt.
Lerne mehr über Geothermieforschung des NREL.
Artikel mit freundlicher Genehmigung von Nationales Labor für erneuerbare Energien (NREL).
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