211service.com
Ekologiškas MIT
Stevenas Amanti didelę savo vyresniųjų metų dalį MIT praleido šnipinėdamas savo kolegas studentus ir tyrėjus. Nuo 2005 m. lapkričio mėn. iki 2006 m. balandžio mėn. dieną ir nelyginėmis nakties valandomis jis daugybę kartų lankėsi 18 pastate, kuriame yra 40 chemijos laboratorijų. Jis žvilgtelėjo į tas laboratorijas, fotografavo uždelstas nuotraukas ir užsirašė užrašus, užrašydamas elgesį, kurį vėliau apibūdino kaip perdėtą, neatsakingą ir net pavojingą.
Visada Saugos kodeksai reikalauja, kad 18 pastato koridoriai išliktų šviesūs visą parą.
Įgydamas mechanikos inžinerijos bakalauro baigiamąjį darbą, Amanti dokumentavo, kaip energija švaistoma pastate, viename didžiausių energijos vartotojų miestelyje. Remdamasis savo pastebėjimais, jis apskaičiavo, kad MIT per metus iššvaisto net 350 000 USD šildymui, vėsinimui ir elektros energijai, kurios jai nereikia – tik tam vienam pastatui. Ir, anot jo, institutas galėtų sustabdyti šį švaistymą imdamasis veiksmų, kurie beveik nieko nekainuotų.
Amanti tyrimai sutapo su MIT Energy Initiative (MITEI) pradžia – svarbia pastanga skatinti energetikos tyrimus ir švietimą institute. Kai prezidentė Susan Hockfield 2005 m. lapkričio mėn. aptarė iniciatyvą, ji pasakė, kad ne tik naujoviškos, aplinkai nekenksmingos energetikos technologijos, bet ir paskatinti keisti paties instituto išteklių naudojimo būdą. Labai tikiuosi, kad mes taip pat vadovausime. rodydami pavyzdį ir... modeliuodami tvarios energijos praktiką mūsų miestelyje.
Nuo tada MIT ėmėsi veiksmų, kad tai įvyktų. Nauji pastatai, kylantys miesteliu, buvo suprojektuoti taip, kad būtų efektyvesni nei įprasti pastatai. Dėstytojai, darbuotojai ir studentai, dirbantys su keliais skirtingais projektais, atskleidė energiją eikvojančią įrangą ir praktiką visame miestelyje, kuri gali pridėti iki milijonų dolerių per metus. Pavyzdžiui, grupė studentų iš Sloan School of Management dirbo su patalpų skyriumi, kad nustatytų energijos taupymo projektus, kainuojančius 14 mln. USD, kurie galėtų atsipirkti greičiau nei per trejus metus. Jau dabar 765 000 USD investicija į dvejų metų projektą institutui sutaupo apie 800 000 USD per metus.
Multimedija
MIT ekspertų grupė Energijos ateities savaitės metu aptaria energijos vartojimo efektyvumo technologijas.
2009 m. MIT energetikos konferencijoje ekspertų grupė diskutuoja apie „paklausos valdymą“.
Siekdama pradėti įgyvendinti tokius projektus, praėjusiais metais MIT vykdomoji viceprezidentė ir iždininkė Theresa Stone įsteigė naują MIT energijos taupymo investicijų fondą, kurio pradiniai pinigai yra 500 000 USD. Nuo to laiko absolventai skyrė papildomus 1,5 mln. USD MITEI Campus Energy Task Force Fund, įskaitant 1 mln. USD dovaną iš Jeffrey Silverman ‘68, įsteigiančio Silverman Evergreen Energy Fund. Lėšos, sutaupytos per šių fondų apmokėtus projektus, bus reinvestuojamos į kitus gamtosaugos projektus.
Tačiau tvariai valdyti mokslinių tyrimų institutą nėra lengva užduotis. Laboratorijos sunaudoja daug daugiau energijos nei biurai ar gyvenamieji namai, daugiausia dėl būtinybės. Be to, daugybė ekologiškų įmonių nori parduoti sprendimus, kurie gali iš tikrųjų neveikti. Viena iš institucinių kliūčių imtis veiksmų energijos vartojimo efektyvumo srityje yra neapibrėžtumas dėl išlaidų ir taupymo, sako Stevenas Lanou, MCP '98, MIT aplinkos, sveikatos ir saugos būstinės direktoriaus pavaduotojas aplinkos tvarumui ir MIT Energy narys. Iniciatyvos universiteto miestelio energetikos darbo grupė. Dažnai skeptiškai žiūrima į pažadus išsaugoti. Koks iš tikrųjų bus mano pinigai?
Energetiniai šernai
Amanti laiko intervalo nuotraukose buvo matyti, kad 18 pastato lemputės nuolat šviečia dieną ir naktį. Šviesos jutiklio rodmenys atskleidė, kad pastatas viduje buvo dvigubai šviesesnis nei kituose miesteliuose. Tačiau šviestuvai, Amanti apskaičiavo, sudarė tik 5 procentus sunaudotos elektros energijos. Pagrindinė problema – priežastis, kodėl šis pastatas sunaudojo daugiau energijos vienai kvadratinei pėdai nei bet kuris kitas MIT pastatas, išskyrus vieną – buvo ta, kad jame buvo 200 dūmų gaubtų, o mokslininkai palikdavo juos atidarytus, kai jie nebuvo naudojami.
Dūmų gaubtai yra vienas didžiausių energijos šaltinių miestelyje, sako Stone'as, kuris yra Campus Energy Task Force pirmininkas. Šie spinteles primenantys prietaisai naudoja ventiliatorius, kad atitrauktų orą iš uždaros laboratorijos aplinkos, išnešdami į lauką nuodingų cheminių medžiagų pėdsakų, kad tyrėjai jų neįkvėptų atlikdami eksperimentus. Tačiau tai darydami jie nuolat ištraukia šildomą arba vėsintą orą iš pastato. Tai tarsi palikti atviras priekines ir galines duris visą dieną, sako Peteris Cooperis ‘70, MIT įrenginių skyriaus tvarios inžinerijos ir komunalinių paslaugų planavimo vadovas. Vienu apskaičiavimu, pasak jo, vienas gartraukis paprastai per metus sunaudoja tiek pat energijos, kiek du namai – o miestelyje jų yra daugiau nei tūkstantis.
Įprasti garų gaubtai siurbia orą tokiu pačiu greičiu, nesvarbu, ar jų stiklinės durelės atidarytos, ar uždarytos. Tačiau 18 pastato gaubtai buvo pasirinkti, nes uždarius duris oro srautas sumažėja dviem trečdaliais, todėl jie gali būti daug mažiau švaistomi. Tačiau tyrėjai nugalėjo tikslą. Amanti išsiaiškino, kad kai kurie netgi išjungė pavojaus signalus, sukurtus skambėti kiekvieną kartą, kai gaubtai sunaudoja daugiau energijos nei reikia, o nutildymo mygtuką užstrigo popieriaus gabalėliais, rašė jis.
Laboratorijų vadovai neturėjo jokios paskatos priversti tyrėjus uždaryti gaubtus. Cooper sako, kad atskiri padaliniai ir mokslininkai nemoka savo sąskaitų už energiją; visas institutas paima skirtuką. Jis sako, kad reikalavimas, kad kiekviena laboratorija susimokėtų už sunaudojamą energiją, gali paskatinti mokslininkus taupyti, tačiau dabartinė politika greičiausiai nepasikeis – dėl rimtos priežasties. MIT, tarkime, biologas ir elektros inžinierius gali lengvai sukurti laboratoriją. Nors vietos paskirstymas kartais gali būti iššūkis, jiems nereikia jaudintis, kad biologijos skyrius ir elektros inžinerijos skyrius derins savo biudžetus, sako jis. Kai lyginame save su kitais mokslinių tyrimų universitetais, didžioji mūsų sėkmės dalis yra dėl to, kad turime tarpusavyje jungiančius koridorius ir bendrą finansų sistemą.
Pasirodo, žmones galima įtikinti keistis net ir be finansinio paskatinimo. Chemijos katedros vedėjas Timas Swageris, sužinojęs, koks energijos ištroškęs jo pastatas, nusprendė ką nors dėl to padaryti ir ieškojo būdo, kaip atskleisti labiausiai švaistomas laboratorijas. Kiekviename garų gaubte yra jutikliai, kurie registruoja, kiek atidarytos durys, ir perduoda šią informaciją sistemai, kuri kontroliuoja oro srautą. Swageris surado 12 000 USD, kad sukurtų programą, skirtą duomenims konvertuoti į ataskaitas, kuriose palyginamos visos laboratorijos, nustatomi geriausi rezultatai ir atskleidžiami blogiausi pažeidėjai.
Ataskaitos paskatino tyrėjus dažniau uždaryti gaubtus; Tai sutaupė institutui apie 24 000 USD per metus ir sumažino anglies dioksido emisiją 93 tonomis vien 18 pastate, remiantis Dan Wesolowski, PhD ‘08 atlikta analize. Nors pats chemijos skyrius pinigų nesutaupė, Cooperis sako, kad tiesiog informacijos suteikimas pakeitė elgesį.
Vykdomos kitos pastangos pakeisti elgesį. Wesolowskis kartu su kitais studentais taip pat tyrė sukamųjų durų naudojimą MIT medicinos pastate (E25). Vidutiniškai aštuonis kartus daugiau oro pasikeičia atidarius varstomas duris, o ne sukamąsias. Tai aštuonis kartus daugiau oro, kurį reikia šildyti arba vėsinti, rašė studentai. Jie padarė išvadą, kad jei visi naudotų E25 besisukančias duris, MIT kasmet sutaupytų beveik 7500 USD gamtinių dujų, kurių pakaktų penkiems namams apšildyti, ir pašalintų beveik 15 tonų anglies dioksido. Jų tyrimas taip pat parodė, kad daugelis žmonių vengia besisukančių durų, nes jas sunku stumti – problemą, kurią nuo to laiko patalpų skyrius sprendė jas aptarnaudamas ir užtikrindamas, kad jos tinkamai veiktų. Wesolowskis pastebėjo, kad daugiau žmonių naudojasi šiomis durimis, jei ženklai paaiškina, kodėl tai gera idėja, ir padėkoja jiems už tai. Nuolatinės šių ženklų versijos dabar įdiegtos visame miestelyje.
Tačiau priversti žmones pakeisti savo elgesį nepakanka. Pavyzdžiui, 24 000 USD per metus, sutaupyta uždarius dūmų gaubtus, buvo mažiau nei 7 procentai to, ko tikėjosi Amanti; Remiantis Swager surinktais duomenimis, gaubtai nebuvo palikti atviri taip plačiai, kaip įvertino Amanti, todėl buvo iššvaistoma mažiau energijos. Kita elgesio pokyčių problema yra ta, kad jie ne visada trunka. Neseniai Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos Goldene, CO atliktas efektyviai energiją naudojančių pastatų tyrimas parodė, kad blogi įpročiai gali greitai sugrįžti: žmonės, kurie iš pradžių reagavo į raginimus taupyti energiją naujame pastate, po metų į juos nekreipė dėmesio. Lanou teigia, kad bent jau norint sutaupyti santaupų, reikia tęsti mokymąsi, ypač tokioje vietoje kaip MIT, kur nuolat atvyksta naujų žmonių.
Tačiau kai žmonėms nepavyksta, technologijos kartais gali padėti. Ir net nuviliantys rezultatai gali būti pamokantys, jei jie duoda pakankamai duomenų. Tokios išsamios informacijos trūko daug kartų siekiant pagerinti energijos vartojimo efektyvumą, nes atlikti būtinus matavimus gali būti brangu; tačiau MIT nusprendė sutelkti dėmesį į kruopštų energijos naudojimo pokyčių kiekybinį įvertinimą, kad nustatytų, kokie metodai veikia ir kaip gerai.
Garų spąstai ir duomenų potvyniai
Dauguma MIT energijos vartojimo mažinimo projektų nelaimės prizų už inovacijas. Šviesos duPont skvošo kortuose degdavo 24 valandas per parą. Ne daugiau: užimtumo jutikliai dabar juos išjungia, kai niekas nežaidžia. Taip pat ledo čiuožykloje įrengus užimtumo jutiklius ir pakeitus senas didelio intensyvumo išlydžio lempas į liuminescencines lempas, elektros energijos sąnaudos apšvietimui sumažėjo perpus, o čiuožykla tapo dvigubai šviesesnė. Vis dėlto tikimasi, kad šie ir panašūs pokyčiai, kurie bus atlikti visame mieste, atsipirks per šiek tiek daugiau nei dvejus metus.
Patalpų skyrius griežtai seka tokių projektų rezultatus, kad patikrintų, kurie iš jų pasiteisina. Norėdami išbandyti vieną energijos taupymo priemonę, viename iš dviejų beveik identiškų Rytų universiteto bendrabučio pastatų jie pakeitė sugedusius garų gaudykles. Tinkamai veikiančios garų gaudyklės išlaiko garą radiatoriuose, kol jie kondensuojasi ir išskiria šilumą; kai jie neveikia, garai praeina nuolat. Dėl to radiatorius ne tik per karštas, bet ir eikvojama daug energijos garuose. Pakeitus gaudykles visame miestelyje per vienerius metus buvo sutaupyta apie 800 000 USD, daugiau nei padengta 765 000 USD sąskaita už remontą ir sistemai stebėti sumontuotus jutiklius. Nors Rytų universiteto miestelio jutiklių įrengimas kainavo daugiau nei dviejų bendrabučio garų gaudyklių sutvarkymas, Cooperis mano, kad pinigai buvo išleisti gerai, nes tai leido MIT įvertinti sutaupytas lėšas.
Kai kurie pakeitimai pagrįsti pažangesnėmis technologijomis, bent jau siekiant nustatyti problemas, kurias reikia išspręsti. Dideliuose MIT pastatuose šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemos labai skiriasi nuo tų, kurios naudojamos namuose. Milžiniškos oro tvarkyklės reguliuoja temperatūrą garo gyvatukais šildymui ir šalto vandens gyvatukais vėsinimui – abu tiekiami iš MIT centrinės kogeneracinės elektrinės, kuri surenka elektros energijos gamybos atliekamą šilumą ir gamina garus, kurie gali būti naudojami tiesiogiai arba panaudoti kompresoriams ir šaldytuvams varyti. Tokias oro tvarkykles dažnai valdo sistema, kuri registruoja tokius duomenis kaip oro ir vandens temperatūra ir srautai bei slėgio skirtumai ortakiuose.
MIT valdymo sistema, viena didžiausių Šiaurės Amerikoje, kas 15 minučių surenka ir siunčia apie 50 000 duomenų taškų. Paprastai tokia informacija nesaugoma ar neanalizuojama; jis naudojamas tik oro tvarkymui kontroliuoti kiekvieną akimirką. Tačiau pastaruoju metu kelios įmonės pradėjo kurti sistemas, kurios verčia iš pradžių skirtingais terminais įrašytus matavimus, kad tam tikrus duomenis būtų galima archyvuoti ir visapusiškai išanalizuoti naudojant mechanikos inžinierių ir kitų ekspertų sukurtus kompiuterinius modelius ir algoritmus. Tokio tipo analizė padeda įmonėms nustatyti, ar pastatas veikia taip, kaip jis suprojektuotas. Tada jie gali nustatyti problemas ir įvertinti, kiek kainuos jų pašalinimas.
MIT įdarbino vieną iš šių bendrovių, Bostone įsikūrusią „Cimetrics“, kad ji stebėtų ir analizuotų kai kuriuos savo pastatus. Bendrovė iki šiol nustatė būdus, kaip sutaupyti daugiau nei 500 000 USD per metus; maždaug pusė šių projektų buvo baigti. Pavyzdžiui, E25 pastato rodmenys atskleidė, kad nauja sistema, skirta užfiksuoti dalį šilumos, kurią iš pastato išsiurbia vėdinimo sistema, neveikė tinkamai. Mūsų vaikinai šliaužė per ortakį ir pamatė, kad jis sugriuvo, sako Cooperis. Be „Cimetrics“ analizės tai galbūt niekada nebūtų rasta – ir tikrai ne pakankamai greitai, kad būtų galima ištaisyti pagal garantiją.
Tačiau nors daugumoje universiteto miestelio pastatų naudojama pastatų valdymo sistema, visus užfiksuotus duomenis sunku, brangu ir beveik neįmanoma atlikti rankiniu būdu daugiau nei 100 pastatų MIT miestelyje, sako Stephenas Samouhosas '04, SM '06, a. mechanikos inžinerijos doktorantas, dalyvaujantis keliuose universiteto miestelio energetikos projektuose. Netgi vieno pastato valdymo duomenų analizė yra labai sudėtinga. Samouhos kalba iš patirties, studijavęs informacijos mokslo ir technologijų pastatą (N42), kad nustatytų galimybes taupyti energiją. Tačiau per kelias dienas po jutiklių įdiegimo N42 jis rado būdų, kaip sumažinti energijos suvartojimą 25 proc. Vienas atliekų šaltinis: šviesa degė visą naktį. Jei vaikštai aplink tą pastatą, net nerandi, kur yra šviesos jungikliai, sako jis. Jis taip pat išsiaiškino, kad kadangi pastatas buvo suprojektuotas taip, kad tilptų niekada neįrengtas duomenų centras, kuris būtų generavęs daug šilumos, jame yra didesnis oro kondicionierius, nei reikia. Ir nors tas oro kondicionierius gali atvėsinti pastatą maždaug per 20 minučių, jis įjungiamas keturias valandas prieš atvykstant dieną. Pataisymas paprastas, sako Samouhos: tiesiog panaikinkite vieno langelio žymėjimą valdymo programinėje įrangoje.
6C pastate Samouhos atrado, kad užimtumo jutikliai, skirti išjungti apšvietimą, kai šalia nieko nėra, buvo supainioti su šviesos jungikliais ir išjungti. Samouhos sako, kad tai paskutinė projekto užbaigimo mylia, kuri neleidžia mums pasinaudoti numatomomis santaupomis. Pažymėti jutiklių jungiklius nėra labai sunku, pažymi jis. Jūs tiesiog turite turėti ką nors, kas tai padarytų.
Rūpinimasis tokiomis detalėmis bus svarbus naujojo universiteto miestelio statyboje, kuri iš dalies vadovaujasi procesu, vadinamu integruotu projektavimu, sako Leonas Glicksmanas '59, PhD '64, pastatų technologijos ir mechaninės inžinerijos profesorius, vienas iš Campus Energy pirmininkų. Darbo grupė. Integruotame projekte efektyvumo priemonės, pvz., geriau izoliuoti langai su geresnėmis dangomis, kad vasarą ir žiemą nepatektų į šilumą, yra vertinamos tuo pačiu metu kaip pagrindinės sistemos, tokios kaip šildymas ir oro kondicionavimas. Taip, pavyzdžiui, numatant mažesnius vėsinimo reikalavimus, galima pasirinkti mažesnį nei įprastai oro kondicionierių. Naujajame Sloan pastate, kuris, anot Glicksmano, tikriausiai bus efektyviausias pastatas miestelyje, bus naudojami langai, kurie padidins energijos taupymą žiemą, nes sugaus daugiau saulės energijos ir sumažins per langus naktį prarandamos šilumos kiekį. Tačiau integruotas projektavimas apsimoka tik tuo atveju, jei pastato valdytojai pasirūpina, kad energiją taupantys projektai veiktų taip, kaip planuota. Taigi nauji pastatai bus stebimi siekiant patvirtinti energijos taupymą.
Daryti Daugiau
Visi šie projektai yra tik MIT vykdomo energijos vartojimo efektyvumo darbo pavyzdys. Profesoriai, tokie kaip Harvey Michaels, Miestų studijų ir planavimo katedros energijos vartojimo efektyvumo mokslininkas, tiria veiksmingus vyriausybės politikos metodus. Samouhos bendradarbiauja su Nealu Gershenfeldu, MIT Bitų ir atomų centro direktoriumi, kad sukurtų tinklus, kurie galėtų rinkti duomenis pigiau nei valdymo sistemos dideliuose pastatuose – ir dar smulkesnes detales. Pavyzdžiui, kiekviena pastato lemputė gali būti stebima atskirai. Jie taip pat kuria algoritmus, kad naudotų šią informaciją, pavyzdžiui, įspėtų pastatų valdytojus, jei šildymo sistemos, kaip teigia Samouhos, nukrypsta nuo savo elgesio. Kitas žingsnis – sukurti programinę įrangą, kuri padėtų žmonėms nuspręsti, ką daryti su informacija. Negaliu tiesiog pasakyti, kad jūsų aušintuvas neveikia, sako Samouhos. Turiu pasakyti, kad jūsų aušintuvas iššvaisto 100 USD per dieną, o investicijų grąža, kad gautumėte paslaugų vadovą, yra x.
Tačiau daugelis žmonių mano, kad visa veikla miestelyje turėtų būti daugiau. Nemanau, kad mes matėme niekur arti to, ką turėtume pamatyti investicijų atžvilgiu, sako Jasonas Jay, Sloan doktorantas ir Campus Energy Task Force narys. Jis atkreipia dėmesį į tai, kad patalpų skyrius nustatė 1 milijardo dolerių vertės kapitalinio atnaujinimo projektus, kurie buvo atidėti ir daugelis jų gali turėti įtakos energijos vartojimo efektyvumui. Ir kol kas tik 2 milijonai dolerių buvo skirta 14 milijonų dolerių vertės energijos taupymo projektams, kuriuos padėjo nustatyti Sloan grupė. Pinigų trūksta, ypač esant dabartinei ekonominei situacijai. Ketvirtadalis tų 2 milijonų dolerių buvo gauta iš savo nuožiūra naudojamų fondų, o šiais metais, pasak Theresos Stone, nėra jokių diskrecinių lėšų.
Dabartinis požiūris į lėšų rinkimą efektyvumo projektams yra prašyti absolventų ir kitų donorų. Tačiau Jay norėtų, kad MIT taip pat ieškotų alternatyvaus finansavimo. Net ir šioje ekonomikoje, anot jo, daugelis bankų, pavyzdžiui, noriai duoda paskolas energijos vartojimo efektyvumo projektams, nes jų rezultatai tokie patikimi.
Toks finansavimas leistų MIT atlikti nuobodžius darbus, pavyzdžiui, suremontuoti garų gaudykles ir įrengti fluorescencinį apšvietimą, sako Jay. Tada galime nukreipti savo dėmesį į įdomius ir įdomius dalykus. Jis norėtų, kad MIT pradėtų paimti technologijas iš laboratorijos ir pritaikyti jas universiteto miestelyje ir kaip mokymosi priemonę studentams, ir kaip įkvėpimo šaltinį ekologiškiems architektams. Jis sako, kad tai leistų MIT tapti demonstracine vieta ir tam tikru švyturiu likusiam pasauliui, kaip atrodo energijos vartojimo efektyvumo lyderystė.
Galbūt netrukus jis, bent jau iš dalies, išsipildys, kai pastatas šiaurinėje universiteto miestelio pusėje bus paverstas MIT-Fraunhoferio tvarios energijos sistemų centro būstine. Jie ketina atnaujinti tą pastatą ir paversti jį energijos vartojimo efektyvumo demonstravimu, sako Glicksmanas. Idėja yra padaryti tai naujų technologijų išbandymo vieta ir parodyti, kas veikia.
Galų gale, ne tik pinigų taupymas, bet ir visi MIT energijos vartojimo efektyvumo projektai.