來源：愛范兒
從 Windows 到 Surface 電腦，微軟的產(chǎn)品大多給人一種特別的感受——直接且粗獷，就很理工科。
這一特質(zhì)甚至還體現(xiàn)在微軟總部園區(qū)設(shè)計上，對比 Apple Park 園區(qū)「飛船」造型所營造的奇幻感，微軟位于西雅圖雷蒙德市的總部顯得有些普通，沒有特別吸睛的建筑，就像是身邊的街區(qū)。
這或許是微軟主動為之的結(jié)果，讓辦公地點像城市一樣具備包容性。
不過前段時間這家極具理工科特質(zhì)的公司，卻宣布了一個頗為奇幻的計劃——在自家園區(qū)地下建設(shè)一座地下發(fā)電廠。
理科生的「狂想」，微軟要建一個地下發(fā)電廠
這一切還要從微軟總部改造計劃說起。
1986 年，微軟在正式上市前將自家總部落戶于美國西雅圖雷蒙德市，起初總部僅有 4 棟辦公樓，隨著公司逐漸發(fā)展壯大，才一步一步擴(kuò)增、改建園區(qū)。
圖片來自：微軟
隨著新的辦公樓擴(kuò)張需求出現(xiàn)，微軟也終于有機(jī)會實現(xiàn)建設(shè)地下發(fā)電廠的計劃，它們這次選擇了與西雅圖頗有名氣的設(shè)計公司 NBJJ 合作，推平總部的部分建筑樓，并在原址建設(shè)一個地下發(fā)電廠。
根據(jù)計劃微軟將在總部 2.5 英畝的地下挖掘 875 個地?zé)峋總€地?zé)峋耐诰蛏疃冗_(dá) 550 英尺（約 167.6 米）。
根據(jù)具體的用電需求，落成后的地?zé)峋當(dāng)?shù)量可能有變化 . 圖片來自：微軟
在地?zé)峋校④泴⑼断乱粋€高達(dá) 65 英尺（約 17 米）的熱儲能罐，罐中的主要物質(zhì)是水，也就是能量轉(zhuǎn)換介質(zhì)，更利于儲存熱量。
這個地下發(fā)電廠其實利用了地下一定深度恒溫的原理，通過熱泵、冷卻器、發(fā)電機(jī)等設(shè)施，將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能最終轉(zhuǎn)化為電能。
在微軟總部地下還有著 220 英里長的傳輸管道，以實現(xiàn)能量的傳輸。
圖片來自：微軟
有趣的是，按照微軟的計劃一般情況下人們是看不到地?zé)峋模鼈儗⒈粓@區(qū)的樹木遮住或覆蓋，融于環(huán)境當(dāng)中。
這和微軟總部的設(shè)計思路如出一轍，極高的綠化率、四通八達(dá)的公路、大學(xué)校園一般的開放性，不奇幻但卻讓人舒心。
當(dāng)然，如果實在想看看這套「樹林中的機(jī)器」也不是完全不可以，微軟表示會在地?zé)岚l(fā)電廠附近設(shè)置一個透明的門廊，讓人們了解這些設(shè)備是如何運(yùn)作的。
圖片來自：微軟
相比傳統(tǒng)的煤炭發(fā)電，地?zé)岚l(fā)電有著不小的優(yōu)勢，就比如利用地下恒定溫度解決制熱 / 制冷需求，冬天天氣寒冷時，地上溫度低于地下，微軟就可以通過傳輸管道將地?zé)醾鞯降浇ㄖ校洚?dāng)「暖氣」，反之亦然。
這樣不僅省下了不少電費，連供暖和空調(diào)設(shè)備數(shù)都能減少一部分，微軟表示對比原有系統(tǒng)，新的地?zé)嵯到y(tǒng)能耗將降低 50%。
這套地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)，使用時間越久越省錢，畢竟不用交電費了，要知道在美國不少地區(qū)可都是階梯式計算電費的，像微軟這樣的用電大戶，用電量只多不少。
而且地?zé)岚l(fā)電廠發(fā)電使用的熱能轉(zhuǎn)換介質(zhì)水也是可以循環(huán)使用，其并不會被冷卻裝置排出，而是作為熱能儲藏到熱能罐當(dāng)中。
這樣一來微軟一年可以減少 800 萬加侖的用水量，幾乎相當(dāng)于 12 個奧林匹克游泳池的用水量了。
更重要的是地?zé)岚l(fā)電并不需要和煤炭發(fā)電一樣消耗礦石資源，它和太陽能一樣是清潔能源，這也是微軟要在總部地下建設(shè)地下發(fā)電廠的主要原因之一，早前它就放出豪言，要在 2030 年實現(xiàn)碳中和。
圖片來自：微軟
不過園區(qū)改建終究是一項大型計劃，地下發(fā)電廠作為計劃中最后一座開工的建筑，預(yù)計要在 2023 年才能開放。
和蘋果、特斯拉相比，微軟地下發(fā)電廠有什么優(yōu)勢？
造發(fā)電廠似乎成為了一種新的新趨勢，數(shù)據(jù)中心、云服務(wù)、存儲系統(tǒng)，科技公司們對算力的需求有多高，對電力的需求就有多高，再加上各家對于碳中和的承諾，建設(shè)發(fā)電廠就再正常不過了。
微軟數(shù)據(jù)中心
當(dāng)然，各家具體的落地方案有些不同，這也代表了不同的技術(shù)方向。
作為新能源領(lǐng)域的新晉巨頭，特斯拉更擅長研發(fā)電池，甚至進(jìn)入了消費級市場，賣起了儲能電池。
特斯拉家用級儲能電池產(chǎn)品有 Powerwall ，其在疫情期間一機(jī)難求，一度漲價。企業(yè)級電池產(chǎn)品則有 Megapacks，其最大儲能達(dá) 3 MKh，甚至于蘋果都成了特斯拉的客戶，向它買了 87 個 Megapacks 電池。
多個 Megapacks 電池組成的儲能系統(tǒng) 圖片來自：特斯拉
但蘋果和特斯拉的發(fā)電方式殊途同歸，都依靠太陽能，蘋果在 2015 年耗資 8.7 億美元，于美國加州建造了一座約 1300 英畝的超大型太陽能發(fā)電廠，為自家總部等多個設(shè)施供電。
說到這你可能也猜到太陽能發(fā)電對比地?zé)岚l(fā)電的劣勢了，無論蘋果還是特斯拉，太陽能發(fā)電對于陽光要求更高，微軟可以在自己總部地下直接開干，蘋果卻要跑到總部外建發(fā)電廠。
這中間還牽扯到大量電力傳輸設(shè)施，又是一批大投入，更長的傳輸距離往往意味著更多的電能損耗。微軟的地下發(fā)電廠，僅僅是從地上到地上到地上，傳輸距離可短多了。
另一個劣勢則是占地面積，太陽能發(fā)電對地區(qū)大小的要求遠(yuǎn)高于地?zé)岚l(fā)電，這個從蘋果發(fā)布的圖片就能看出，兩者的宏大級別不在一個等級。
蘋果太陽能發(fā)電廠
國家地理曾發(fā)布數(shù)據(jù)，一個發(fā)電量在 1GWh 的地?zé)岚l(fā)電廠將占用大約 404 平方英里，具有相同能量輸出的風(fēng)能電場則需要大約 1335 平方英里，一個太陽能發(fā)電場需要大約 2340 平方英里。
地?zé)岚l(fā)電穩(wěn)定性也會好上一些，正如上文所述，地下溫度是恒定的，甚至能根據(jù)不同的地面溫度，使用不同的轉(zhuǎn)化方式。
蘋果的太陽能發(fā)電廠則只能在白天使用，當(dāng)初它向特斯拉買儲能電池，也是因為電池能儲藏太陽能轉(zhuǎn)化的電能，不至于浪費白天轉(zhuǎn)化的電量，在夜間也能滿足總部的用電需求。
Megapacks 超大的儲電量能適應(yīng)不同用電需求
當(dāng)然，這也并不是說地?zé)岚l(fā)電沒有缺點，對比太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電，地?zé)嶙畲蟮娜秉c是效率太低，發(fā)電量比不上前兩者。
而且地?zé)岚l(fā)電需要提前預(yù)估用電需求量，并以此為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)預(yù)估要建設(shè)的地下熱能井?dāng)?shù)量。一旦遇到高發(fā)需求，供電量很可能會不夠。
所以微軟在建設(shè)地下發(fā)電廠時也表示，總部并非全部靠它發(fā)電，太陽能發(fā)電仍然是很重要的補(bǔ)充部分，高并發(fā)需求時地?zé)岚l(fā)電是主力發(fā)電設(shè)施，太陽能發(fā)電則是輔助設(shè)施。
這就像是游戲中的角色屬性一樣，無論地?zé)岚l(fā)電還是太陽能發(fā)電，都不是六邊形戰(zhàn)士，兩者各有各的優(yōu)勢，互相配合發(fā)揮自己的長處，反而是常態(tài)。
地?zé)岚l(fā)電，向 10% 進(jìn)發(fā)
微軟的地下發(fā)電廠其實只能算作是地?zé)岚l(fā)電的小規(guī)模運(yùn)用，它只是利用了相對常見的地下恒溫層，其溫度并不會太高，因此提供的能量大小也有限，更適合家用或商業(yè)建筑使用。
一旦微軟在 2023 年完成地下發(fā)電廠，對于其他公司來說都是一種鼓勵。除了公用電網(wǎng)，大型科技公司們也可以選擇長久使用更劃算的建設(shè)方案。
而地?zé)岚l(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用其實是充分利用地球各大洲板塊相交區(qū)域的地?zé)豳Y源，相比普通的地下恒溫層，它們有著更高的的溫度，也更容易利用，但這也讓大規(guī)模地?zé)岚l(fā)電受限于特定地區(qū)。
高溫溫泉是典型的地?zé)豳Y源之一
我國西藏羊八井鎮(zhèn)就是一個有著大量地?zé)豳Y源的區(qū)域，不僅有溫泉、噴泉、甚至還有熱水田等資源，這也讓它成為了我國首個開發(fā)地?zé)岚l(fā)電的區(qū)域，1977 年羊八井地?zé)犭娬窘ㄔO(shè)完成，至今仍然是西藏的主力發(fā)電廠之一。
相比其他地區(qū)，西藏的地?zé)豳Y源較多，同時煤炭等化石資源較少，自然而然地成為了我國發(fā)展地?zé)岚l(fā)電的主要地理區(qū)域之一。
羊八井地?zé)岚l(fā)電站 .
地?zé)岚l(fā)電大規(guī)模應(yīng)用受限于地?zé)豳Y源，而太陽能、風(fēng)能的發(fā)電轉(zhuǎn)化率和覆蓋率均優(yōu)于它，因此在不少國家和地區(qū)太陽能、風(fēng)能的發(fā)展優(yōu)先級往往會高于地?zé)岚l(fā)電，現(xiàn)在我國多個地區(qū)都已經(jīng)有了太陽能發(fā)電廠。
隨著時間流逝，情況在逐步發(fā)生變化，溫泉旅游等熱能應(yīng)用案例推動了旅游行業(yè)的發(fā)展，再加上觀念轉(zhuǎn)變，地?zé)嶙鳛榍鍧嵞茉丛俅芜M(jìn)入主流視角當(dāng)中，曾經(jīng)的「煤都」山西今年就建成了一座高溫地?zé)岚l(fā)電試驗電站。
根據(jù)山西日報的報道，新建成的地?zé)岚l(fā)電試驗電站項目一期占地面積為 50 畝，其中 1 號試驗機(jī)組裝機(jī)容量到了 300kW，是一個不錯的開始。
山西地?zé)岚l(fā)電試驗電站 . 圖片來自：中國城市能源周刊
同時，對新能源的探索也不僅僅限于環(huán)境保護(hù)的角度，它仍然可以帶動產(chǎn)業(yè)升級，甚至成為養(yǎng)育一方水土的新產(chǎn)業(yè)，地?zé)岵粌H可以發(fā)電，供暖、溫泉旅游、療養(yǎng)甚至養(yǎng)殖都是新的應(yīng)用方式。
目前太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵸Y源還未能全面取代煤炭等化石資源發(fā)電，個中原因，除了技術(shù)限制也有開發(fā)程度不足的原因，地?zé)岚l(fā)電就是一個典型案例，全球仍然還有許多未曾開發(fā)的地?zé)豳Y源。
代爾夫特理工大學(xué)兩位長期關(guān)注地?zé)崮茉吹膶W(xué)者 Kenneth Gavin 和 William Craig 就曾著書表示，作為電力和供暖的可再生能源，充分開發(fā)的地?zé)崮茉从型麧M足全球 10% 的用電需求。
在可預(yù)見的未來，地?zé)岚l(fā)電的效能只會越來越接近這個數(shù)字。
