在最好的情况下,找到一种有效的、经济的方式来加热水普斯县卫生和人类服务中心的道路是崎岖的。2006年,该设施被重建以巩固和集中运营,随着新的设计,现有的加热解决方案被一个地源地热系统所取代。尽管理论上很吸引人,但这个系统的尺寸不够大,无法跟上大楼的热量负荷,因此操作起来非常昂贵。10年后,它接近失败,而大楼的供暖和制冷成本也很可观。然而,这种情况很快就会改变,因为一种新的解决方案将会被春天——一个生物燃料驱动的、组合的热电力系统——一个在过去的几年里一直在制造的项目。
卡米尔·斯韦茨(Camille Swezy)是加州泰洛斯维尔(Taylorsville)塞拉利昂社区与环境研究所(Sierra Institute for Community and Environment)的生物量项目负责人,从第一天开始就一直在研究这个概念。在建造当前供暖系统的时候,为了使成本超支,地热井比最初计划的要少,导致这些热泵超负荷工作,从而从越来越冷的水中汲取。Swezy解释说,乙二醇的加入使它保持液态,而且由于系统效率非常低,县政府购买了一台电热锅炉,在它进入地热系统之前实际上加热了水。“这还不够,”她说。“在冬天,员工们使用了很多空间加热器,这对整个国家来说都是一个巨大的问题。”
每台泵的售价在8000到12,000美元之间,而扩大地热系统的成本将比用其他加热方式来替代它要贵得多,而且,在塞拉研究所的帮助下,最终确定了生物燃料热是一个理想的解决方案。
Sierra Institute是一个以研究为基础的非营利组织,致力于弥合社区与森林健康之间的鸿沟,它开发了生物质能项目,以回应人们普遍认识到,有必要为该地区的低价值木材建立销售点和市场,Swezy说。再加上普卢斯县的印第安谷是社会经济萧条的事实。“它缺乏重要的行业和大型雇主,”她说。“从历史上看,它是十几家工厂的所在地,但它们都在90年代关闭了。”木制品的社区需要振兴创造就业机会,刺激一些经济发展在我们的社区,我们认为我们应该确定一些策略将低价值的生物质材料的woods-it只是坐在那里,和森林不会治疗如果没有出口。我们有来自燃烧的空气质量问题,以及不健康的森林导致了灾难性的野火——在过去的10年里。
首先,在蒙大拿州之前的几年里,该研究所对其战略进行了建模,评估了整个地区的各种大型公共建筑的热量需求,包括医院、学校和县建筑。这项倡议由加州能源委员会拨款资助,并与Wisewood Energy合作,该研究所开发了一种愿景,包括用生物量取代现有的燃料系统。“我们再次看到了CEC的机会,得到了一个实施补助金,我们认识到它将会很适合普拉斯县的卫生和人类服务中心,”Swezy说。“他们花了成千上万的电费来加热大楼,他们急需修复。”CEC拨款(260万美元)是一个绝佳的机会。
该项目的首席承包商Wisewood Energy在处理类似设施方面拥有丰富的经验,其中包括俄勒冈州伯恩斯(Burns)的生物质区域供暖系统。“我们已经做了一些商业和机构的热项目——通过蒸汽或热水的形式提供热量,通过球团或木片,”Wisewood的创始人Andrew Haden说。“我们也为包括阿拉斯加和爱达荷在内的其他州的项目做了设计工作,我们在整个西部都有工作。”
尽管Wisewood Energy的工作范围历来都是热项目,但他说,电力项目的势头正在增长,而普拉斯县的项目实际上将是该公司的第一个小型电力项目。该系统将配备有机Rankine循环涡轮机,它将产生足够的能量来抵消由Wisewood子公司KW能源和供暖系统所需要的运行锅炉所需的能量。哈登指出,尽管人们对使用大量危险的森林材料进行能源项目的兴趣有所增加,但政策方面却很复杂。“这不是像其他地方那样直接的市场,”他说。“它有自己的机会,但也有它的限制。”
据Haden说,今年8月,普拉姆县的工程开始动工,到10月底,混凝土板已经被倒了。他说:“下个月,大楼将会增加一半左右,然后我们将在年底前使用这些设备。”“我们应该在明年年初投入试车。”
该工厂的燃料将包括低价值的生物质材料,主要是森林恢复/减少活动的副产品,并来自于各种土地管理和机构。“这里的每个人都急于摆脱他们的材料,”她说,强调了Wisewood将部署的芯片存储系统的独特性质。“这是一个在奥地利和欧洲的社区使用的概念,它有生物质热,而且(Wisewood)在烧伤处安装了这种系统。”
Haden解释说,由于系统将使用笨重的木片,并可能将灰尘和粒子带入进给系统,一个移动的,集装箱化的系统是理想的。他说:“这些dropbox的容器有一个活跃的楼层,它们被填满,然后在需要的时候将现场卸载到燃料系统中,就像两个独立的、可互换的燃料墨盒一样。”
哈登说,在冬天,每个月都需要重新填塞一次。
克服挑战,未来
Wisewood将协助塞拉研究所在系统上线一年后,在该系统被移交给该县之前,运行该系统。Haden说,尽管这是一个复杂的问题,因为整个供暖系统正在被替换,简单地说,这个县每年将节省大约3万美元的新系统,而回报预计在13年左右,大约在系统预期寿命的一半。
在这个项目的其他独特的部分,Swezy说生物量系统将被安置在一个交叉叠层的木材建筑中,这是一个迟来的设计改变,她说这使项目变得复杂,但使它更具创新性。“我们为自己选择了另一个障碍,但这将是加州第一个用这种材料制成的锅炉建筑,它被宣传为一种性价比更高的混凝土和钢铁替代品。”
根据Swezy的说法,与大多数此类项目一样,有一些障碍导致了一些延误,其中一项正在超出预算。她说:“我们不得不把很多钱投入到工程中,作为一个小型的非营利组织,通常不接受这种工作,这对我们来说是很重要的。”“我认为我们可能会涉及太多的参与者来帮助完成这个项目,所以很多来自不同公司的工程师都存在一些效率低下的问题。”
另一个不可预见的挑战,最重要的是时间和成本,包括准备系统的站点。“我们选择来构建这个设施在县建设,但实际上我们探索多种区域附近的设施,解决当前建筑工地,因为会有更少的问题不得不删除现有的基础设施,或老树,并远离蒸汽区,“司维茨说。“结果是,我们在挖掘过程中碰到了一堆水,所以钱不得不投入更多的原材料来稳定地面。”
额外的延迟是由于缓慢的补助金报销过程造成的,这对现金流产生了负面影响。但在他们后面的障碍,项目进展顺利,Swezy说。“我们真的很努力地在这个冬天获得一些热量。”
与此同时,塞拉研究所正在另一个生物质项目上工作,该项目将把一个旧工厂改造成一个木材产品园区,将低价值的生物量加工成附加值产品,比如木片,可以在普卢斯县设施中为锅炉提供燃料。Swezy说,她的组织正在积极寻找一个热用户,比如一个可以与校园合作的温室,作为项目的一部分,该项目将包括一个小型生物能源工厂,该机构希望将其纳入国家的生物工程项目。她说:“如果有人想要建立自己的业务,那么我们就可以为他们提供一些成本更低的热量。”
Swezy说,除了普卢斯县和新月磨坊项目外,塞拉研究所继续与县里的其他实体合作,引导他们朝着生物质热的方向发展。“我们已经支付一些可行性研究要做这些实体看看生物质热会适合他们成本是什么,像附近的高中Quincy-they实际上是我们开发研究后,为森林服务和应用木材创新资助基金生物质加热系统的工程。
让更多的实体接受生物质热的最大挑战是,尽管他们认识到他们需要一个更便宜、更可持续的供暖系统,但未知是一种威慑。“这里的人都很厌恶风险,”她补充道。“钱总是一个问题,所以它实际上是帮助他们找到资金,确定工作可以资助的方式,并通过减少一些风险让他们觉得更舒服。”在这个项目之后,我们希望它将成为县周围其他实体的一个模型,以看到它正在运行,所以他们将继续转换为生物质热。
——文章发布于2017年11月3日