來(lái)源：愛(ài)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(jì)上，對(duì)比 Apple Park 園區(qū)「飛船」造型所營(yíng)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(méi)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(dòng)為之的結(jié)果，讓辦公地點(diǎn)像城市一樣具備包容性。
不過(guò)前段時(shí)間這家極具理工科特質(zhì)的公司，卻宣布了一個(gè)頗為奇幻的計(jì)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(gè)地下發(fā)電廠
這一切還要從微軟總部改造計(jì)劃說(shuō)起。
1986 年，微軟在正式上市前將自家總部落戶(hù)于美國(guó)西雅圖雷蒙德市，起初總部?jī)H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(lái)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(huì)實(shí)現(xiàn)建設(shè)地下發(fā)電廠的計(jì)劃，它們這次選擇了與西雅圖頗有名氣的設(shè)計(jì)公司 NBJJ 合作，推平總部的部分建筑樓，并在原址建設(shè)一個(gè)地下發(fā)電廠。
根據(jù)計(jì)劃微軟將在總部 2.5 英畝的地下挖掘 875 個(gè)地?zé)峋總€(gè)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(lái)自：微軟
在地?zé)峋校④泴⑼断乱粋€(gè)高達(dá) 65 英尺（約 17 米）的熱儲(chǔ)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(chǔ)存熱量。
這個(gè)地下發(fā)電廠其實(shí)利用了地下一定深度恒溫的原理，通過(guò)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(zhǎng)的傳輸管道，以實(shí)現(xiàn)能量的傳輸。
圖片來(lái)自：微軟
有趣的是，按照微軟的計(jì)劃一般情況下人們是看不到地?zé)峋模鼈儗⒈粓@區(qū)的樹(shù)木遮住或覆蓋，融于環(huán)境當(dāng)中。
這和微軟總部的設(shè)計(jì)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(kāi)放性，不奇幻但卻讓人舒心。
當(dāng)然，如果實(shí)在想看看這套「樹(shù)林中的機(jī)器」也不是完全不可以，微軟表示會(huì)在地?zé)岚l(fā)電廠附近設(shè)置一個(gè)透明的門(mén)廊，讓人們了解這些設(shè)備是如何運(yùn)作的。
圖片來(lái)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(shì)，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(shí)，地上溫度低于地下，微軟就可以通過(guò)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(fèi)，連供暖和空調(diào)設(shè)備數(shù)都能減少一部分，微軟表示對(duì)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(shí)間越久越省錢(qián)，畢竟不用交電費(fèi)了，要知道在美國(guó)不少地區(qū)可都是階梯式計(jì)算電費(fèi)的，像微軟這樣的用電大戶(hù)，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(huì)被冷卻裝置排出，而是作為熱能儲(chǔ)藏到熱能罐當(dāng)中。
這樣一來(lái)微軟一年可以減少 800 萬(wàn)加侖的用水量，幾乎相當(dāng)于 12 個(gè)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(yáng)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(shí)現(xiàn)碳中和。
圖片來(lái)自：微軟
不過(guò)園區(qū)改建終究是一項(xiàng)大型計(jì)劃，地下發(fā)電廠作為計(jì)劃中最后一座開(kāi)工的建筑，預(yù)計(jì)要在 2023 年才能開(kāi)放。
和蘋(píng)果、特斯拉相比，微軟地下發(fā)電廠有什么優(yōu)勢(shì)？
造發(fā)電廠似乎成為了一種新的新趨勢(shì)，數(shù)據(jù)中心、云服務(wù)、存儲(chǔ)系統(tǒng)，科技公司們對(duì)算力的需求有多高，對(duì)電力的需求就有多高，再加上各家對(duì)于碳中和的承諾，建設(shè)發(fā)電廠就再正常不過(guò)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(zhǎng)研發(fā)電池，甚至進(jìn)入了消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)，賣(mài)起了儲(chǔ)能電池。
特斯拉家用級(jí)儲(chǔ)能電池產(chǎn)品有 Powerwall ，其在疫情期間一機(jī)難求，一度漲價(jià)。企業(yè)級(jí)電池產(chǎn)品則有 Megapacks，其最大儲(chǔ)能達(dá) 3 MKh，甚至于蘋(píng)果都成了特斯拉的客戶(hù)，向它買(mǎi)了 87 個(gè) Megapacks 電池。
多個(gè) Megapacks 電池組成的儲(chǔ)能系統(tǒng) 圖片來(lái)自：特斯拉
但蘋(píng)果和特斯拉的發(fā)電方式殊途同歸，都依靠太陽(yáng)能，蘋(píng)果在 2015 年耗資 8.7 億美元，于美國(guó)加州建造了一座約 1300 英畝的超大型太陽(yáng)能發(fā)電廠，為自家總部等多個(gè)設(shè)施供電。
說(shuō)到這你可能也猜到太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)比地?zé)岚l(fā)電的劣勢(shì)了，無(wú)論蘋(píng)果還是特斯拉，太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)于陽(yáng)光要求更高，微軟可以在自己總部地下直接開(kāi)干，蘋(píng)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(zhǎng)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(gè)劣勢(shì)則是占地面積，太陽(yáng)能發(fā)電對(duì)地區(qū)大小的要求遠(yuǎn)高于地?zé)岚l(fā)電，這個(gè)從蘋(píng)果發(fā)布的圖片就能看出，兩者的宏大級(jí)別不在一個(gè)等級(jí)。
蘋(píng)果太陽(yáng)能發(fā)電廠
國(guó)家地理曾發(fā)布數(shù)據(jù)，一個(gè)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(chǎng)則需要大約 1335 平方英里，一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)需要大約 2340 平方英里。
地?zé)岚l(fā)電穩(wěn)定性也會(huì)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(píng)果的太陽(yáng)能發(fā)電廠則只能在白天使用，當(dāng)初它向特斯拉買(mǎi)儲(chǔ)能電池，也是因?yàn)殡姵啬軆?chǔ)藏太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的電能，不至于浪費(fèi)白天轉(zhuǎn)化的電量，在夜間也能滿(mǎn)足總部的用電需求。
Megapacks 超大的儲(chǔ)電量能適應(yīng)不同用電需求
當(dāng)然，這也并不是說(shuō)地?zé)岚l(fā)電沒(méi)有缺點(diǎn)，對(duì)比太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電，地?zé)嶙畲蟮娜秉c(diǎn)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(huì)不夠。
所以微軟在建設(shè)地下發(fā)電廠時(shí)也表示，總部并非全部靠它發(fā)電，太陽(yáng)能發(fā)電仍然是很重要的補(bǔ)充部分，高并發(fā)需求時(shí)地?zé)岚l(fā)電是主力發(fā)電設(shè)施，太陽(yáng)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(wú)論地?zé)岚l(fā)電還是太陽(yáng)能發(fā)電，都不是六邊形戰(zhàn)士，兩者各有各的優(yōu)勢(shì)，互相配合發(fā)揮自己的長(zhǎng)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(shí)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(duì)常見(jiàn)的地下恒溫層，其溫度并不會(huì)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(duì)于其他公司來(lái)說(shuō)都是一種鼓勵(lì)。除了公用電網(wǎng)，大型科技公司們也可以選擇長(zhǎng)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(shí)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(guó)西藏羊八井鎮(zhèn)就是一個(gè)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(guó)首個(gè)開(kāi)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(shí)煤炭等化石資源較少，自然而然地成為了我國(guó)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(yáng)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?lài)?guó)家和地區(qū)太陽(yáng)能、風(fēng)能的發(fā)展優(yōu)先級(jí)往往會(huì)高于地?zé)岚l(fā)電，現(xiàn)在我國(guó)多個(gè)地區(qū)都已經(jīng)有了太陽(yáng)能發(fā)電廠。
隨著時(shí)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(dòng)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(yàn)電站。
根據(jù)山西日?qǐng)?bào)的報(bào)道，新建成的地?zé)岚l(fā)電試驗(yàn)電站項(xiàng)目一期占地面積為 50 畝，其中 1 號(hào)試驗(yàn)機(jī)組裝機(jī)容量到了 300kW，是一個(gè)不錯(cuò)的開(kāi)始。
山西地?zé)岚l(fā)電試驗(yàn)電站 . 圖片來(lái)自：中國(guó)城市能源周刊
同時(shí)，對(duì)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(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，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(yáng)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(gè)中原因，除了技術(shù)限制也有開(kāi)發(fā)程度不足的原因，地?zé)岚l(fā)電就是一個(gè)典型案例，全球仍然還有許多未曾開(kāi)發(fā)的地?zé)豳Y源。
代爾夫特理工大學(xué)兩位長(zhǎng)期關(guān)注地?zé)崮茉吹膶W(xué)者 Kenneth Gavin 和 William Craig 就曾著書(shū)表示，作為電力和供暖的可再生能源，充分開(kāi)發(fā)的地?zé)崮茉从型麧M(mǎn)足全球 10% 的用電需求。
在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，地?zé)岚l(fā)電的效能只會(huì)越來(lái)越接近這個(gè)數(shù)字。
