L'équipe de décarbonisation des anciens élèves / étudiants du MIT organisera un forum sur un plan qui, selon les membres, pourrait sauver à l'université des centaines de millions de dollars. Le MIT n'est pas si sûr.
Abandonnez les combustibles fossiles en moins de la moitié du temps et économisez un demi-milliard de dollars ou plus sur ce que vous dépenseriez autrement pour décarboniser. C'est le pitch qu'un groupe d'étudiants, d'anciens élèves et de professeurs fera aux administrateurs du Massachusetts Institute of Technology lors d'un forum de décarbonisation du campus aujourd'hui.
La proposition, officiellement connue sous le nom de réseau d'énergie thermique du MIT (MITTEN), prévoit un système de chauffage et de refroidissement avancé qui utilise l'énergie thermique à basse température à partir de tuyaux reliant les bâtiments du campus.
Le réseau tirerait la chaleur d'une gamme de sources, y compris les pompes à chaleur de la source d'air, les forages peu profonds forés dans la terre, la chaleur déchetante qui est actuellement ventilée dans les bâtiments, les concentrateurs solaires sur le toit qui récoltent la chaleur du soleil et même des conduites d'eau de la ville. L'eau circulant à travers le réseau de tuyaux du MIT se connecterait aux pompes à chaleur à la source terrestre qui fournissent du chauffage et du refroidissement aux bâtiments individuels.
«Le projet MITTEN coûtera des centaines de millions de dollars de moins à mettre en œuvre et coûtera 30% ou moins à fonctionner», a déclaré Herb Zien, un ancien du MIT qui a cofondé une entreprise qui était autrefois le plus grand propriétaire et exploitant de District Heating et les systèmes de refroidissement aux États-Unis. «Ça va être moins cher à venir et à venir.»
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Zien, qui ne possède plus la District Heating Company, est un membre bénévole de l'équipe des anciens élèves / étudiants du MIT, le groupe derrière la proposition.
L'université envisage déjà un système d'énergie thermique proposé par AEI, une entreprise de conseil extérieure que l'Université a embauchée pour l'aider à élaborer un plan de décarbonisation – ou d'arrêter de brûler des combustibles fossiles sur le campus pour le chauffage, le refroidissement et la production d'électricité – en 2050.
AEI a refusé de commenter, citant un accord de non-divulgation avec l'université.
Séparément et dans le cadre de son chemin vers la décarbonisation, le MIT s'est récemment associé à Harvard, au général de masse Brigham et à d'autres institutions de la région de Boston pour aider à financer la construction d'une ferme solaire au Texas et à un parc éolien dans le Dakota du Nord qui produira des énergies propres. Ces projets compenseront la puissance des combustibles fossiles ailleurs, permettant au MIT et à d'autres partenaires de projet de réclamer une partie des réductions des émissions.
Les plans du consultant du MIT comprennent plusieurs des mêmes composants que la proposition de mitten, y compris un réseau de tuyaux reliant les bâtiments du campus, les pompes à chaleur, la récupération de la chaleur des déchets et les systèmes géothermiques.
« Les chevauchements sont importants », a déclaré Joe Higgins, vice-président du MIT pour les services et l'intendance du campus. C'est «ce sont généralement les mêmes concepts. C'est la même physique. »
Cependant, une différence clé entre les deux propositions est que les plans du consultant du MIT prévoient une usine de services publics centraux avec un petit nombre de grandes pompes à chaleur pour générer de l'eau chaude et froide qui serait déplacée sur le campus.
À l'inverse, la proposition de la communauté du MIT ferait circuler l'eau de température «ambiante», environ 45 à 90 degrés Fahrenheit, à travers son réseau de pipelines.
Dans un tel système, les trous d'alésage géothermique ou les plats d'eau municipaux fonctionneraient comme une batterie thermique, servant à la fois de source d'énergie thermique à basse température et de puits qui pourrait absorber l'excès de chaleur. Des centaines de petites pompes à chaleur taperaient ensuite l'eau de température ambiante pour fournir du chauffage et du refroidissement dans les bâtiments individuels où il est nécessaire.
Le réseau thermique à température relativement à faible température est similaire à celui que Gas Utility Eversource a récemment achevé à Framingham, Mass.
Ce qui peut sembler une petite différence de conception pourrait avoir un impact significatif.
Des membres de l'équipe de décarbonisation des anciens / étudiants du MIT ont déclaré qu'ils pouvaient utiliser des tuyaux existants en eau réfrigérée qui font actuellement partie du système de chauffage et de refroidissement de l'université à gaz pour leur réseau de température ambiant.
Cependant, les tuyaux de vapeur existants actuellement utilisés pour le chauffage de district sont trop petits pour être réutilisés pour distribuer de l'eau chaude à travers le campus, selon les anciens et le groupe étudiant. Leur plan ne reposait pas sur l'utilisation de l'eau chaude, mais le plan du consultant du MIT le fait.
« Vous devriez construire efficacement un réseau de distribution de tuyaux entier uniquement pour l'eau chaude qui n'existe pas aujourd'hui », a déclaré Zien. «Cela coûte des centaines de millions de dollars, et cela perturbera le campus pendant des années à cause de toute la construction.»
Zien a déclaré que l'estimation des coûts du nouveau réseau de tuyaux est basée sur des chiffres que l'administration de l'université a partagée avec leur groupe. Higgins n'a pas répondu à une question sur le coût, à part dire que l'université prévoit de publier plus d'informations sur les différentes propositions plus tard cette année.
Cependant, Higgins a déclaré qu'un système décentralisé – le type que les anciens et le groupe d'étudiants proposent – nécessiteraient beaucoup plus d'équipements, qui devraient tous être maintenus.
« Ce serait des milliers d'équipements, par rapport à une approche centralisée, où nous utiliserions moins d'une douzaine d'équipements », a déclaré Higgins. «Il y a beaucoup de complexité opérationnelle associée à cela.»
Zien a déclaré que le système décentralisé qu'ils proposent utiliserait de petites pompes à chaleur standard. Il a dit que les appareils fonctionnent de la même manière que les réfrigérateurs et les climatiseurs et offrent le même niveau de fiabilité élevé.
«À quand remonte la dernière fois que vous avez eu un gars pour regarder votre réfrigérateur dans votre cuisine? Demanda Zien. «Ou à quand remonte la dernière fois que quelqu'un est sorti pour regarder dans votre climatiseur dans l'arrière-cour? Ce sont des équipements très fiables et un technicien HVAC standard est capable de surveiller, de les échanger, de réparer ou de faire tout ce qui est nécessaire. Alors que dans l'usine centrale, l'entretien est un gros problème. »
Zien a ajouté que les systèmes centralisés sont moins efficaces, perdant entre 10 et 15% de leur énergie thermique à la perte de chaleur car ils distribuent la chaleur de l'usine centrale aux bâtiments individuels.
Les chercheurs du Laboratoire national des énergies renouvelables du ministère américain de l'Énergie ont également constaté que les réseaux d'énergie thermique à basse température étaient plus efficaces que les systèmes à haute température dans une étude publiée en septembre. Une partie des gains d'efficacité provient de la capacité d'équilibrer les charges entre les bâtiments, en utilisant essentiellement des pompes à chaleur individuelles pour tirer la chaleur d'un bâtiment tout en le poussant dans un autre, selon les besoins individuels de chauffage et de refroidissement des bâtiments.
L'Université du Colorado Mesa à Grand Junction, Colorado, a économisé plus de 15 millions de dollars en coûts de carburant depuis 2008 en grande partie grâce à un tel équilibre des besoins de chauffage et de refroidissement avec un réseau d'énergie thermique à basse température, selon un rapport du Département américain de l'énergie.
Susan Murcott, an MIT professor who is part of the MIT Alumni/Student Decarbonization Team, said she first started advocating for the thermal energy network at MIT three years ago after she started swapping fossil fuels for a ground source heat pump and solar panels to heat et refroidir sa maison.
« Une petite ampoule s'est déclenchée dans ma tête », a déclaré Murcott. «Si je peux le faire, le MIT peut le faire. Et si je peux le faire dans 10 ans, alors le MIT peut le faire aussi dans 10 ans. »
En mars, le groupe a signé un accord avec l'université pour développer une conception préliminaire pour un projet pilote, Un réseau d'énergie thermique décentralisée qui fournirait du chauffage et du refroidissement à six bâtiments du campus. Il s'agit notamment de la patinoire de l'université, d'une piscine et du centre étudiant.
Le groupe a conclu qu'un réseau d'énergie thermique pour les six bâtiments pourrait être installé en deux ans au coût de 10 à 15 millions de dollars, selon un rapport que le groupe a publié en septembre. Le rapport indiquait qu'un réseau similaire pourrait être déployé dans tout le campus en une décennie pour un coût de 500 millions de dollars à 750 millions de dollars de moins que plusieurs propositions de décarbonisation du campus préparées par le consultant du MIT.
L'efficacité accrue projetée du système distribué réduirait les dépenses d'exploitation d'au moins 100 millions de dollars au cours de la durée de vie du système par rapport aux propositions par le consultant travaillant pour le MIT, selon le rapport.
Il «coûte moins cher à faire, et il en coûte moins cher», a déclaré Rick Clemenzi, un ancien élève du MIT et copropriétaire d'une entreprise de conception de réseau d'énergie géothermique qui travaille avec Murcott sur la proposition du MIT depuis plusieurs années.
Higgins a remis en question les économies de coûts prévues dans le rapport du groupe communautaire du MIT et a déclaré que le coût réel de cette proposition est probablement «de nombreuses amplitudes plus élevées».
« Je ne veux tout simplement pas qu'il y ait une impression qu'il y a, comme, une chose magique qui est 10 fois moins chère et c'est plus rapide », a déclaré Higgins. « La réalité est que ce n'est pas le cas. »
Higgins a déclaré que le MIT vient de terminer une évaluation des coûts tiers de la proposition de mitten et prévoit de passer en revue les résultats avec les étudiants, les anciens et le groupe de professeurs bientôt.
Jason Chen, membre étudiant du groupe, a déclaré qu'il aimerait voir le MIT aller de l'avant avec le projet pilote et fournir un chemin à faible coût vers la décarbonisation que d'autres universités peuvent suivre.
«Nous sommes considérés comme des personnes qui innovent au premier plan technologique», a déclaré Chen, qui faisait partie d'une équipe qui a remporté un concours national des étudiants du Département américain de l'énergie pour un projet antérieur de la proposition du MIT Thermal Energy Network.
Chen a déclaré qu'il craignait que le MIT poursuive un système d'énergie thermique centralisée plus conventionnelle qui coûterait plus cher, similaire aux projets que Stanford et Princeton ont récemment terminé.
« Un scénario idéal est que le MIT prend le leadership en disant: » C'est un manuel sur la façon de le faire pour chaque collège, et pas seulement les collèges d'élite qui ont cet argent « », a déclaré Chen.
Higgins a déclaré que toutes les options restent sur la table.
« C'est pour la prochaine ère énergétique, les 100 prochaines années », a-t-il déclaré. «C'est très urgent, et nous voulons y arriver, mais nous devons le faire de la bonne façon.»
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