美國(guó)普林斯頓大學(xué)的熱電站生產(chǎn)蒸汽，然后通過(guò)汽管隧道將蒸汽運(yùn)載至新澤西州校園的各處房屋建筑中。當(dāng)颶風(fēng)桑迪切斷了主電力網(wǎng)時(shí)，熱電站仍然燈火通明。

　　攝影：Christopher Lillja，普林斯頓大學(xué)設(shè)施組織

　　馬薩諸塞州劍橋市。石油的氣味彌漫在這片有幾十年歷史的發(fā)電廠中，這個(gè)發(fā)電廠位于一處離建筑師弗蘭克.蓋里建造的古怪、現(xiàn)代而又多彩的建筑幾個(gè)街區(qū)開(kāi)外的地方。

　　麻省理工學(xué)院四層樓高的發(fā)電廠已經(jīng)削減了它的石油使用量，并且計(jì)劃完全不使用石油。到2020年，作為擴(kuò)張計(jì)劃的一部分，這里將依靠低污染天然氣替代石油來(lái)提供能源，僅在緊急情況下使用低硫原油。發(fā)電廠的目標(biāo)是在接下來(lái)的四分之一個(gè)世紀(jì)中能全面滿足校園中日益增長(zhǎng)的能源需求。

　　“我們將有能力控制電網(wǎng)，”麻省理工學(xué)院中央公用事業(yè)發(fā)電廠的Don Holmes說(shuō)，該發(fā)電廠提供電力，供暖和供冷?！拔覀儗⑿鹿S看作是一座通往未來(lái)的橋梁?！?/p>

　　麻省理工學(xué)院并不是獨(dú)一家。有些世界頂尖的工程重地也使用了超高效的創(chuàng)新方法來(lái)生產(chǎn)他們自己的能源。去年時(shí)，幾家工程重地都公布了擴(kuò)展或建設(shè)新的校園發(fā)電廠的計(jì)劃，他們將沿用斯坦福大學(xué)最先進(jìn)的系統(tǒng)，基本上是使用太陽(yáng)能，而非礦物燃料。

　　他們追求的是脫離中央電網(wǎng)自成一體的環(huán)保供電方式，因?yàn)橹醒腚娋W(wǎng)很容易受到極端天氣的侵害或是網(wǎng)絡(luò)攻擊。在高校長(zhǎng)期使用場(chǎng)內(nèi)電源發(fā)電廠的同時(shí)，他們也考慮了使用微電網(wǎng)，這是由于大風(fēng)暴會(huì)切斷一段時(shí)期的供電，影響到數(shù)百萬(wàn)人，尤其是2012年的颶風(fēng)桑迪事件更激發(fā)了他們對(duì)微電網(wǎng)的興趣。

　　“現(xiàn)在高校中都有一股趨向回彈性的新興潮流，”麻省理工學(xué)院可持續(xù)性辦公室主任Julie Newman說(shuō)道。她說(shuō)麻省理工學(xué)院想加倍發(fā)電廠的容量，發(fā)電廠的擴(kuò)建會(huì)使學(xué)校能夠“抵擋任何發(fā)生在我們身邊的天災(zāi)人禍?！?/p>

　　麻省理工學(xué)院的中央公用事業(yè)發(fā)電廠為校園生產(chǎn)能源，這里有燃?xì)鉁u輪機(jī)和(圖中所示)冷凝器還有冷凍水管道。麻省理工學(xué)院正在擴(kuò)建它的熱電站，這樣它的燃?xì)鉁u輪機(jī)就能供應(yīng)校園所需的所有電力，供暖和供冷了。

　　攝影：Wendy Koch，國(guó)家地理

　　當(dāng)颶風(fēng)桑迪切斷了大西洋中部部分地區(qū)的電力時(shí)，校園發(fā)電廠為大家?guī)?lái)了光明。在新澤西州，普林斯頓大學(xué)斷電20分鐘，直到它重獲了足夠的能源來(lái)重啟燃?xì)鉁u輪機(jī)。渦輪機(jī)保證了校園的燈光和供暖。同樣的，曼哈頓紐約大學(xué)的熱電站也在城市范圍大斷電的時(shí)候?yàn)樾@提供了部分電力。

　　所以高校已經(jīng)火力全開(kāi)全力以赴了，而且有些高校還有政府支持。加利福尼亞州就為拉斯波西塔社區(qū)大學(xué)的微電網(wǎng)自動(dòng)化項(xiàng)目提供了資金，該項(xiàng)目旨在為集成太陽(yáng)能構(gòu)畫(huà)出一個(gè)藍(lán)圖。

　　紐約州北部的聯(lián)合大學(xué)去年破土動(dòng)工建造了一個(gè)燃?xì)鉄犭娬?，?dāng)它在7月份上線時(shí)，人們都期望它能為校園供應(yīng)75%的電力和幾乎全部的供暖供冷。

　　微電網(wǎng)的大力推進(jìn)

　　“微電網(wǎng)是一種全球性現(xiàn)象，”P(pán)eter Asmus在Navigant Research咨詢公司最新報(bào)導(dǎo)的一篇微電網(wǎng)文章中寫(xiě)道，他預(yù)測(cè)微電網(wǎng)的生產(chǎn)力會(huì)以大約20%的效率增長(zhǎng)。

　　“從歷史觀點(diǎn)上說(shuō)，最大的微電網(wǎng)市場(chǎng)是高校和醫(yī)院，”主要研究分析師Asmus在一次采訪中說(shuō)道。他在報(bào)告中期待校園和機(jī)構(gòu)微電網(wǎng)容量能有更大的增長(zhǎng)，從2015年的200兆瓦左右跨越到2024年超過(guò)1500兆瓦。

　　微電網(wǎng)的建立“很有彈性”，Asmus說(shuō)自從它們能夠脫離中央電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)后，它們有可能能抵制讓全城斷電的網(wǎng)絡(luò)攻擊。

　　事實(shí)上，著作了暢銷(xiāo)書(shū)《熄燈》的經(jīng)驗(yàn)豐富的新聞工作者Ted Koppel將微電網(wǎng)稱為最大程度降低潛在的網(wǎng)絡(luò)攻擊中央電網(wǎng)影響的“絕妙好計(jì)”。

　　關(guān)注網(wǎng)絡(luò)恐怖行動(dòng)的同時(shí)，高級(jí)研究分析師Meegan Kelly說(shuō)“頻繁而持續(xù)”增加的電網(wǎng)故障也激發(fā)著高校自己生產(chǎn)更多電力。

　　“它們就像一個(gè)小小的城市”，美國(guó)理事會(huì)能量效率經(jīng)濟(jì)部門(mén)的智囊團(tuán)Kelly說(shuō)。她說(shuō)高校是開(kāi)展微電網(wǎng)的最佳選擇，因?yàn)樗麄冇腥旌虻哪茉葱枨笠约伴L(zhǎng)期的投資者。

　　她還說(shuō)一半是以天然氣為燃料的美國(guó)微電網(wǎng)可以變得非常節(jié)能，因?yàn)樵S多設(shè)備用一次燃料就可以產(chǎn)生兩種能源——電力和熱力。這些廢熱發(fā)電或是結(jié)合了供熱和發(fā)電(熱電聯(lián)供)的發(fā)電廠回收渦輪機(jī)的廢熱，用蒸汽來(lái)供暖和供冷，而廢熱在常規(guī)電廠就會(huì)白白浪費(fèi)掉。

　　因此，Kelly說(shuō)熱電聯(lián)供系統(tǒng)運(yùn)作起來(lái)就會(huì)更加高效，至少能提高60%的效率，而且能夠削減溫室氣體的排放。她說(shuō)它們能幫助各州達(dá)到奧巴馬政府制定的清潔能源計(jì)劃中各自的排放指標(biāo)，還能使高校達(dá)到自己的可持續(xù)性目標(biāo)。

　　普林斯頓熱電站(中心)，建于1996年，生產(chǎn)電力的同時(shí)以蒸汽來(lái)供應(yīng)暖氣，熱水和殺菌。

　　攝影：Christopher Lillja，普林斯頓大學(xué)設(shè)施組織

　　有些校園微電網(wǎng)通過(guò)以太陽(yáng)能板或風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生后儲(chǔ)存在電池中的合并可再生能源來(lái)更進(jìn)一步。加利福尼亞大學(xué)在圣地亞哥的發(fā)電廠能夠供應(yīng)超過(guò)90%的校園能源，這里的煤氣發(fā)生爐結(jié)合屋頂太陽(yáng)能和溶解碳酸鹽燃料電池共同運(yùn)作來(lái)獲得能源儲(chǔ)備。

　　“現(xiàn)在的趨勢(shì)是以太陽(yáng)能和鋰離子電池結(jié)合的熱電聯(lián)合，”Asmus說(shuō)，他補(bǔ)充說(shuō)理想的情況是使燃料源變得多元化來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)。他說(shuō)當(dāng)前天然氣價(jià)格比較低廉，但日后在反水利壓裂法的作用下天然氣會(huì)削減供給并增加成本。

　　位于加利福尼亞州北部的斯坦福大學(xué)可能會(huì)為它的創(chuàng)新得到很多贊。去年四月，它宣布換下已經(jīng)使用了30年的煤氣加熱熱電站，替換為首開(kāi)先河的太陽(yáng)能和高效廢熱回收系統(tǒng)。

　　大學(xué)和太陽(yáng)能公司達(dá)成了協(xié)議來(lái)購(gòu)買(mǎi)一家巨大場(chǎng)外太陽(yáng)能廠的產(chǎn)量，協(xié)議將在今年晚些時(shí)候完成。這所太陽(yáng)能廠將生產(chǎn)出斯坦福大學(xué)所需大約一半的電力，剩下的將會(huì)供應(yīng)自校園太陽(yáng)能板或是加州的電力網(wǎng)。斯坦福大學(xué)預(yù)估學(xué)校三分之二的電力將出自可再生能源，而且學(xué)校的碳排放將下降68%，相當(dāng)于有32,000輛車(chē)停止行駛。

　　作為大學(xué)新SESI(斯坦福大學(xué)能源系統(tǒng)創(chuàng)新)項(xiàng)目的一部分，學(xué)校建造了一個(gè)校園設(shè)備來(lái)提供超過(guò)90%的校園供暖。這個(gè)設(shè)備從校園冷卻系統(tǒng)回收了將近三分之二的廢熱，然后用其生產(chǎn)熱水來(lái)供暖。為了替換成蒸汽轉(zhuǎn)熱水的系統(tǒng)，斯坦福大學(xué)替換了22英里的地下管道，翻新了155棟樓。

　　而且斯坦福大學(xué)預(yù)計(jì)，與廢熱發(fā)電相比，SESI項(xiàng)目將為學(xué)校在35年內(nèi)節(jié)省4億2千萬(wàn)美元，而且還將減少大約15%的水使用。該項(xiàng)目起源于2008年商討出的一個(gè)包含了整個(gè)學(xué)校社區(qū)的能源和氣候計(jì)劃，參與人員包括關(guān)注環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)能源的教職人員。

　　“這個(gè)系統(tǒng)可以為其他關(guān)注溫室氣體減排和未來(lái)有意愿投資的人們做一個(gè)范本，”斯坦福大學(xué)校長(zhǎng)John Hennessy在對(duì)外公布SESI時(shí)說(shuō)道，他將SESI稱為“21世紀(jì)的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型?！?/p>

　　麻省理工學(xué)院看重的是效率

　　在美國(guó)的另一側(cè)海岸，麻省理工學(xué)院在十年前選擇了不同的項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)學(xué)?？紤]的是它日漸老化的汽電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠的未來(lái)。學(xué)校決定擴(kuò)展設(shè)備，而非廢棄它們。

　　“這是我們目前的最佳解決方案，”Holmes說(shuō)，他是麻省理工學(xué)院公共事業(yè)及維護(hù)部門(mén)的主任，他說(shuō)他將天然氣看作是一種“過(guò)渡燃料”。

　　學(xué)校計(jì)劃將使用了20年之久的單個(gè)天然氣渦輪機(jī)替換成一個(gè)新的，再加裝第二個(gè)渦輪機(jī)，然后完成它們的冷凍水設(shè)備升級(jí)。通過(guò)將渦輪機(jī)容量加倍到42兆瓦，學(xué)校計(jì)劃能滿足整個(gè)校園的能源需求。

　　麻省理工學(xué)院表示這兩個(gè)新的渦輪機(jī)將更加潔凈高效地工作。他們期待著學(xué)校能有更多能源可用，尤其是渦輪機(jī)上還加載了龐大的納米技術(shù)新中心，不過(guò)升級(jí)過(guò)的發(fā)電廠在2020年時(shí)仍會(huì)放出相較于2014年減少了10%的溫室氣體，但它將幫助大學(xué)恪守承諾在2030年時(shí)總共削減32%的排放量。

　　可持續(xù)性辦公室主任Newman說(shuō)，學(xué)校安排了其它步驟來(lái)削減排放。她說(shuō)學(xué)校將很快開(kāi)始評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)或場(chǎng)外生產(chǎn)可再生能源的方法。目前，校園中不使用太陽(yáng)能源，除非要點(diǎn)亮穹頂。一月份時(shí)，麻省理工學(xué)院發(fā)布了第一份校園溫室氣體綜合清單來(lái)幫助指導(dǎo)遠(yuǎn)景規(guī)劃。

　　同時(shí)，麻省理工學(xué)院說(shuō)升級(jí)過(guò)的熱電站將為校園提供極端天氣保護(hù)，有些極端天氣是全球變暖惡化的產(chǎn)物。渦輪機(jī)能夠無(wú)外部電網(wǎng)電力而啟動(dòng)，而它的基礎(chǔ)組分將被安置在預(yù)計(jì)500年內(nèi)的洪水位之上，使發(fā)電廠在最?lèi)毫拥谋╋L(fēng)雨環(huán)境中仍可運(yùn)轉(zhuǎn)。