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地下空间的无限可能——瑞士哈格巴赫试验坑道内的前沿研究
大规模地下农业
苏黎世应用科学与艺术大学(ZWAH)及其合作伙伴正在哈格巴赫试验坑道(VSH)内合作研究如何利用地下空间进行大规模的农作物生产。地下环境具有全年温度恒定、所需农药量少等优势,研究团队评估了在农场隧道中种植农作物所需的适宜参数,如温度、湿度、CO2浓度、通风、灌溉等; 除了小规模的实验室分析外,研究团队还将把VSH内的一段隧道改造为地下农场,用于验证并作为示范。
水热炭模式的二氧化碳存储
农业或食品加工过程中会产生多种废弃物,利用水热碳化(HTC)技术,这些生物质可以将二氧化碳转化为一种类似煤炭的物质——水热炭(hydrochar),以此实现二氧化碳的稳定存储。目前,Recoal公司、瑞士东部应用科学大学(OST)以及瑞士联邦材料科学与技术实验室(EMPA)正在研究该项技术以及用来存储水热炭的地下设施结构。水热炭会按照专门研发的密封程序叠放封存于VSH的指定洞室中,整套封存系统配备了双层防渗保护、用于监控的气体收集管路和配套CO2、O2、CH4等多参数在线监测装置,可对封存稳定性进行长期跟踪评估。
这一方案的创新之处在于将生物质废弃物资源化与碳封存2个目标合并实现,地下洞室则因其稳定的温压环境而成为理想的长期碳汇载体。目前,相关研究成果正在持续积累,有望为规模化地质碳封存技术体系提供新的路径参考。
热能存储
为了推广和研究季节性热能储存技术,VSH内正在建设一个地下原型测试设施。该设施能够对技术规划、施工和维护(如密封和隔热)等各个方面进行实际规模的评估,同时也能深入了解各种热能储存方案的运营效率和经济可行性。项目由卢塞恩应用科学大学(HSLU)、Amberg Engineering、承包商Heitkamp和能源及供热领域的多家机构共同开展。
该测试设施的重要目标是为各种不同的地下条件选择适用的热能存储技术方案,并测试不同模式和材料的衬砌,分析其隔热和密封效果。
地下数据中心散热研究
瑞士应用地下技术中心(SCAUT)联合Amberg Engineering、Datwyler IT Infra、Geoeg和西门子在VSH设施内测试地下数据中心运作的可行性,该系统的核心优势在于充分利用地下岩体的天然热稳定性。VSH的岩体主要由石灰岩和泥灰岩层构成,夹有砂岩层,具有优良的岩体力学完整性和均匀的热场。数十年来开展的测试表明,VSH岩体的导热系数稳定在2.8~3.1 W/(m·K),比热容介于900~1 000 J/(kg·K),洞室全年温度维持在13~15 ℃,为IT设备散热提供了近乎理想的条件。
目前,研究项目部署了40 kW的IT负载,并配套建立了地热冷却循环系统,通过与周边岩体的热交换实现余热回收与再利用,相较于传统地面数据中心,综合能耗降低可达30%; 此外,余热还可接入区域供热网络,进一步提升能源综合利用效率。
(摘自 隧道网微信公众平台 2026-07-01)
发布日期: 2026-07-31 浏览:
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