電費減半!不靠近溫泉、火山,美國千戶住家用地熱取代暖氣機,怎麼辦到?

紐約新創Dandelion Energy替紐約一戶住家安裝地熱用熱泵。 (來源:Dandelion Energy 2022)
紐約新創Dandelion Energy替紐約一戶住家安裝地熱用熱泵。 (來源:Dandelion Energy 2022)

撰文者:張方毓 編譯

你能想像,家裡附近沒有火山、沒有溫泉,照樣可以用地熱,讓房子冬暖夏涼?

伊蓮是一位69歲的婦人,她住在紐約市北部郊區的小鎮斯卡斯戴爾(Scarsdale),不位於火山帶。但每天,埋在伊蓮後院的塑膠管道從大約90公尺的地下吸收熱量,那裡全年溫度保持在攝氏13度。

紐約的冬天很寒冷,通常只有2度,甚至下探0度。管道中一種導熱液體會吸收地下的熱量,再透過伊蓮家地下室的兩個熱泵將熱量釋放到屋內。夏天時,這個地熱系統也能用同樣原理幫房子降溫。

自從2020年她把燃氣鍋爐換成熱泵以後,她還發現另一個好處:省錢。近幾年美國電價飆升,但她的水電費卻沒有增加。

把伊蓮家的能源使用效率變高的背後推手,是紐約新創公司Dandelion Energy,目標是讓普通住家都能取用腳底下的地熱能源。

不在火山群地帶也可用地熱

紐約新創看好地熱能減7成碳排、5成用戶電費

「只要你家位於地面上——幾乎所有的房子都在地上——理論上你就可以獲得地熱資源。」Dandelion共同創辦人漢農(Kathy Hannun)說。

Dandelion原本是科技公司Google最神秘實驗室Google X的一部分,後來於2017年分拆成獨立公司。該公司發現,用地熱替建築物供電能大幅節省用電量並減少碳排,例如它估計,假如紐約州的房子都從化石燃料改用地熱,碳排將減少75%,使用地熱的家庭每年用電支出將減少47%。

永續能源專家泰斯特(Jefferson Tester)表示,地熱非常適合獨棟建築物或小型建築物群。對應到台灣,也就是透天和別墅。

成立五年多來,Dandelion的業務範圍從紐約州擴展到康乃狄克州、麻薩諸塞州,已幫一千多戶家庭改造供熱系統,速度不算快,但卻已獲比爾蓋茲旗下基金突破能源(Breakthrough Energy)投資,11月中又獲7千萬美元新一輪融資。

原因在於,地熱其實對大眾來說是十分陌生的能源形式,但它卻能盡可能讓一般人能快速採用並監控地熱系統,並爭取讓一般人用更經濟實惠的方式更換系統。

精準預測鑽地深度、提供標準化地熱系統

一般住家也可快速使用地熱能源

首先,它創新地熱鑽地技術,藉此減輕客戶的預付費用和住屋干擾。

過去,鑽地技術通常是用來挖超過300公尺深的水井,由大型侵入式鑽機進行;傳統地熱營運商依靠經驗,因此挖的空間會比必要的更大、更深。

相比之下,Dandelion研究並設計了多種替代方案,包括高壓射水流、用液態氮讓土壤冷凍、更容易碎裂。最後,它特製一種機器,干擾更小、更快、成本也更低,機器有一個震動頭,可以讓土壤更像液體、容易切開,加快接地迴路管道的安裝速度。除此之外,它還用每一次的鑽地數據來優化後續鑽地的精確深度。

「因為(鑽地)速度更快,在清理院子和花園的破壞方面,你不用付那麼多錢。」漢農說明。

再來,它提供一站式服務,除了幫忙屋主安裝熱泵,還會協助拆除原本的燃氣鍋爐。它開發一套在大多數家庭都適用的標準化地熱系統,工程師到屋主家進行評估後,如果房屋條件允許,安裝的系統通常能順利運作。

最後,它也讓屋主能監控地熱系統的運作和成果,進而產生信任感。

它表示,房屋內的熱泵第一次啟用時,它會用遠端監控系統觀察,一旦出現異常,就會馬上介入。屋主可以查看數據,觀察地熱系統平均幫自己節省多少錢。

不過,雖然它努力減少轉嫁給客戶的成本,除去後續增加的能源效率,初期改用地熱系統,目前仍比一般的住家供暖、製冷設施貴上一大截。

彭博指出,減去美國提供的補貼額,購買並安裝Dandelion熱泵的價格至少1萬8千美元(約合新台幣55萬8千元),對許多人來說仍是天價。相比之下,購買及安裝冷氣、燃氣爐的價格落在5,800到1萬3,500美元之間,至少便宜4,500美元(約合新台幣14萬元)。

不過,Dandelion也積極處理此問題。該公司告訴彭博,它正在與銀行等金融機構談判,有望推出「先使用再付費」(Pay as you go)模式,讓屋主用租賃方式使用地熱系統,免去初期的鉅額支出。

除此之外,連美國也看好地熱能源,要提供更多補助。今年8月,美國通過《降低通膨法案》,增加地熱能的聯邦稅收抵免,能再進一步減免3成稅收。

雖然,除了成本之外,地熱供能也還有許多挑戰待克服,例如,如何讓地下空間使用量最小化,以及確保熱泵的用電來源不是化石燃料。

不過,至少目前,對於急需脱碳的地球而言,Dandelion向下挖掘一個有潛力、很少被看見的替代能源,全球擺脫化石燃料、讓能源構成更多元化的路上,再添一位生力軍。

資料來源:彭博EngadgetElectrek

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