MIT zaļināšana

Stīvens Amanti lielu daļu sava vecāko gadu MIT pavadīja, spiegojot savus kolēģus un pētniekus. No 2005. gada novembra līdz 2006. gada aprīlim dienas laikā un nepāra nakts stundās viņš neskaitāmus apmeklējumus apmeklēja 18. ēkā, kurā atrodas 40 ķīmijas laboratorijas. Viņš ieskatījās šajās laboratorijās, uzņēma noildzinātas fotogrāfijas un pierakstīja piezīmes, ierakstot uzvedību, ko viņš vēlāk raksturoja kā pārmērīgu, bezatbildīgu un pat bīstamu.

Vienmēr Drošības kodeksi nosaka, ka 18. korpusa koridoriem ir jābūt mirdzošiem visu diennakti.

Sava bakalaura mašīnbūves bakalaura darba ietvaros Amanti dokumentēja veidus, kā tiek izšķērdēta enerģija ēkā, kas ir viens no lielākajiem enerģijas patērētājiem universitātes pilsētiņā. Pamatojoties uz saviem novērojumiem, viņš lēsa, ka MIT gadā iztērē pat 350 000 USD par apkuri, dzesēšanu un elektrību, kas tai nebija nepieciešama — tikai šai vienai ēkai. Un, viņš teica, institūts varētu apturēt šo izšķērdēšanu, veicot pasākumus, kas nemaksā gandrīz neko.

Amanti pētījumi sakrita ar MIT Enerģētikas iniciatīvas (MITEI) sākumu, kas ir liels centiens veicināt enerģētikas pētniecību un izglītību institūtā. Kad prezidente Sjūzena Hokfīlda 2005. gada novembrī apsprieda iniciatīvu, viņa teica, ka ne tikai novatorisku, videi draudzīgu enerģijas tehnoloģiju radīšana, bet arī tā mērķis ir iedvesmot pārmaiņas tajā, kā institūts pats izmanto resursus. Es ļoti ceru, ka mēs arī vadīsim ar piemēru un ... modelēt ilgtspējīgas enerģijas praksi mūsu pilsētiņā.

Kopš tā laika MIT ir veikusi pasākumus, lai tas notiktu. Jaunās ēkas universitātes pilsētiņā tika veidotas tā, lai tās būtu energoefektīvākas nekā parastās ēkas. Un mācībspēki, darbinieki un studenti, kas strādā pie vairākiem dažādiem projektiem, ir atklājuši enerģiju tērējošu aprīkojumu un praksi visā universitātes pilsētiņā, kas varētu palielināt līdz pat miljoniem dolāru gadā. Piemēram, Slounas menedžmenta skolas studentu grupa strādāja ar telpu nodaļu, lai noteiktu enerģijas taupīšanas projektus, kas maksā 14 miljonus ASV dolāru un kas varētu atmaksāties mazāk nekā trīs gadu laikā. Jau tagad 765 000 USD investīcijas divu gadu projektā institūtam ietaupa aptuveni 800 000 USD gadā.

Multivide

• MIT ekspertu grupa Enerģijas nākotnes nedēļā apspriež energoefektivitātes tehnoloģijas.

• 2009. gada MIT Enerģētikas konferencē ekspertu grupa apspriež 'pieprasījuma pārvaldību'.

Lai īstenotu šādus projektus, pagājušajā gadā MIT izpildviceprezidente un kasiere Terēza Stouna izveidoja jaunu MIT Enerģijas saglabāšanas investīciju fondu ar sākuma naudu 500 000 USD apmērā. Kopš tā laika absolventi ir iemaksājuši MITEI Campus Energy Task Force Fund papildu USD 1,5 miljonus, tostarp vienu miljonu USD dāvanu no Džefrija Silvermena ‘68, izveidojot Silverman Evergreen Energy Fund. Šo fondu apmaksātajos projektos ietaupītā nauda tiks reinvestēta citos saglabāšanas projektos.

Taču pētniecības institūta ilgtspējīga darbība nav viegls uzdevums. Laboratorijas patērē daudz vairāk enerģijas nekā biroji vai dzīvesvietas, galvenokārt nepieciešamības dēļ. Turklāt daudzi zaļie uzņēmumi vēlas pārdot risinājumus, kas, iespējams, īsti nedarbosies. Viens no institucionālajiem šķēršļiem, lai kaut ko darītu energoefektivitātes jomā, ir jūtamā nenoteiktība par izmaksām un ietaupījumiem, saka Stīvens Lanou, MCP '98, MIT Vides, veselības un drošības galvenā biroja direktora vietnieks vides ilgtspējības jautājumos un MIT Energy loceklis. Iniciatīvas Campus Energy Task Force. Bieži vien ir skepticisms par saglabāšanas solījumiem. Kāds īsti būs mans buks?

Enerģijas cūkas

Amanti noildzinātajos fotoattēlos bija redzams, ka 18. ēkas gaismas nepārtraukti spīd dienu un nakti. Gaismas sensora rādījumi atklāja, ka ēka iekšpusē bija divreiz gaišāka nekā citās universitātes pilsētiņā. Taču gaismas, pēc Amanti aprēķiniem, veidoja tikai 5 procentus no izmantotās elektroenerģijas. Galvenā problēma — iemesls, kāpēc šī ēka patērēja vairāk enerģijas uz kvadrātpēdu nekā jebkura cita MIT ēka, izņemot vienu, bija tā, ka tai bija 200 tvaika nosūcēju, un pētnieki atstāja tos atvērtus, kad tie netika izmantoti.

Dūmu nosūcēji ir viens no lielākajiem enerģijas ieguvējiem universitātes pilsētiņā, saka Stouns, kurš ir Campus Energy Task Force līdzpriekšsēdētājs. Šajās korpusam līdzīgajās ierīcēs tiek izmantoti ventilatori, lai izvilktu gaisu prom no laboratorijas slēgtās vides, iznesot ārā toksisku ķīmisko vielu pēdas, lai pētnieki eksperimentu laikā tās neieelpotu. Taču, to darot, viņi pastāvīgi izvelk sasildītu vai atdzesētu gaisu no ēkas. Tas ir tāpat kā atstāt atvērtas ārdurvis un aizmugurējās durvis visu dienu, saka Pīters Kūpers ‘70, ilgtspējīgas inženierijas un komunālo pakalpojumu plānošanas vadītājs MIT iekārtu nodaļā. Pēc viena aprēķina viņš saka, ka viens tvaika nosūcējs parasti patērē tikpat daudz enerģijas gadā, cik divas mājas, un universitātes pilsētiņā ir vairāk nekā tūkstotis.

Parastie tvaika nosūcēji sūknē gaisu ar tādu pašu ātrumu neatkarīgi no tā, vai to stikla durvis ir atvērtas vai aizvērtas. Tomēr 18. ēkas pārsegi tika izvēlēti, jo gaisa plūsma samazinās par divām trešdaļām, kad durvis ir aizvērtas, tādējādi padarot tās daudz mazāk izšķērdīgas. Taču pētnieki nespēja izvirzīto mērķi. Viņš rakstīja, ka Amanti atklāja, ka daži pat bija atspējojuši trauksmes signālus, kas paredzēti, lai atskanētu ikreiz, kad pārsegi patērē vairāk enerģijas, nekā nepieciešams, aizsprostot skaņas izslēgšanas pogu ar papīra lūžņiem, viņš rakstīja.

Laboratorijas vadītājiem bija maz motivācijas panākt, lai pētnieki aizvērtu pārsegus. Kūpers saka, ka atsevišķas nodaļas un pētnieki paši nemaksā savus enerģijas rēķinus; Institūts kopumā paceļ cilni. Viņš saka, ka prasība katrai laboratorijai maksāt par tās izmantoto enerģiju varētu motivēt pētniekus taupīt, taču pašreizējā politika, visticamāk, nemainīsies — pamatota iemesla dēļ. MIT, piemēram, biologam un elektroinženierim ir viegli izveidot laboratoriju kopā. Lai gan vietas piešķiršana dažkārt var būt izaicinājums, viņiem nav jāuztraucas par to, ka bioloģijas nodaļa un elektrotehnikas nodaļa apvienos savus budžetus, viņš saka. Salīdzinot sevi ar citām pētniecības universitātēm, liela daļa mūsu panākumu ir tāpēc, ka mums ir savstarpēji savienoti koridori un kopēja finanšu sistēma.

Kā izrādās, cilvēkus var pierunāt mainīties arī bez finansiāla stimula. Pēc tam, kad ķīmijas nodaļas vadītājs Tims Svagers uzzināja, cik viņa ēka ir enerģijas badā, viņš nolēma kaut ko darīt lietas labā un meklēja veidu, kā atklāt izšķērdīgākās laboratorijas. Katrs tvaika nosūcējs ir aprīkots ar sensoriem, kas fiksē, cik tālu ir atvērtas durvis, un pārraida šo informāciju sistēmai, kas kontrolē gaisa plūsmu. Swager atrada 12 000 USD, lai izstrādātu programmu, lai pārveidotu datus pārskatos, kuros tiek salīdzinātas visas laboratorijas, identificējot labākos rezultātus un atklājot sliktākos likumpārkāpējus.

Ziņojumi mudināja pētniekus biežāk aizvērt pārsegus; kas institūtam ietaupīja aptuveni 24 000 USD gadā un samazināja oglekļa dioksīda emisijas par 93 tonnām tikai ēkā 18, saskaņā ar analīzi, ko veica Dens Vesolovskis, PhD ‘08. Lai gan pati ķīmijas nodaļa naudu neietaupīja, Kūpers saka, tikai informācijas sniegšana mainīja uzvedību.

Notiek citi centieni mainīt uzvedību. Vesolovskis kopā ar citiem studentiem pētīja arī virpuļdurvju izmantošanu MIT Medicīnas ēkā (E25). Atverot veramās durvis, tiek apmaiņas vidēji astoņas reizes vairāk nekā rotējošām durvīm. Tas ir astoņas reizes vairāk gaisa, kas jāuzsilda vai jāatdzesē, rakstīja skolēni. Viņi secināja, ka, ja visi izmantotu E25 virpuļdurvis, MIT katru gadu ietaupītu gandrīz 7500 USD dabasgāzē — pietiekami, lai apsildītu piecas mājas, un novērstu gandrīz 15 tonnas oglekļa dioksīda emisiju. Viņu pētījums arī atklāja, ka daudzi cilvēki izvairās no virpuļdurvīm, jo ​​tās ir grūti nobīdīt. Šī problēma kopš tā laika ir risinājusi telpu departamentu, apkalpojot tās un pārliecinoties, ka tās darbojas pareizi. Un Vesolovskis atklāja, ka vairāk cilvēku izmanto šīs durvis, ja zīmes izskaidro, kāpēc tā ir laba ideja, un pateicas viņiem par to. Šo zīmju pastāvīgās versijas tagad ir uzstādītas visā universitātes pilsētiņā.

Taču ar to, ka cilvēki maina savu uzvedību, nepietiek. 24 000 ASV dolāru gadā, kas tika ietaupīti, piemēram, aizverot velkmes pārsegus, bija mazāk nekā 7 procenti no Amanti gaidītā; Saskaņā ar Swager savāktajiem datiem, pārsegi netika atstāti atvērti tik plaši, kā Amanti bija aprēķinājis, līdz šim tika iztērēts mazāk enerģijas. Vēl viena uzvedības izmaiņu problēma ir tā, ka tās ne vienmēr ilgst. Nesen veiktais pētījums par energoefektīvām ēkām, ko veica Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija Golden, CO, parādīja, ka slikti ieradumi var ātri atgriezties: cilvēki, kuri sākumā reaģēja uz aicinājumiem taupīt enerģiju jaunā ēkā, pēc gada tos ignorēja. Vismaz, lai saglabātu ietaupījumus no uzvedības, ir nepieciešama tālākizglītība, saka Lanū, jo īpaši tādā vietā kā MIT, kur pastāvīgi ierodas jauni cilvēki.

Tomēr gadījumos, kad cilvēkiem neizdodas, tehnoloģija dažkārt var palīdzēt. Un pat neapmierinoši rezultāti var būt pamācoši, ja tie sniedz pietiekami daudz datu. Šādas detalizētas informācijas trūkst daudzos centienos uzlabot energoefektivitāti, jo nepieciešamo mērījumu veikšana var būt dārga; bet MIT ir nolēmusi koncentrēties uz rūpīgu enerģijas patēriņa izmaiņu kvantitatīvu noteikšanu, lai noteiktu, kuras pieejas darbojas un cik labi.

Tvaika slazdi un datu plūdi

Lielākā daļa no MIT enerģijas patēriņa samazināšanas projektiem nesaņems nekādas balvas par inovācijām. DuPont skvoša laukumu apgaismojums dega 24 stundas diennaktī. Ne vairāk: aizņemtības sensori tagad tos izslēdz, kad neviens nespēlē. Tāpat ledus hallē uzstādot noslogojuma sensorus un nomainot vecās augstas intensitātes gāzizlādes spuldzes pret dienasgaismas spuldzēm, elektroenerģijas patēriņš apgaismojumam ir samazināts uz pusi, bet slidotavu padarot divas reizes gaišāku. Tomēr ir sagaidāms, ka šīs un līdzīgas izmaiņas, kas tiks veiktas visā universitātes pilsētiņā, atmaksāsies nedaudz vairāk nekā divu gadu laikā.

Telpu departaments rūpīgi izseko šādu projektu rezultātiem, lai pārbaudītu, kuri no tiem atmaksājas. Lai pārbaudītu vienu enerģijas taupīšanas pasākumu, viņi nomainīja bojātos tvaika uztvērējus vienā no divām gandrīz identiskām East Campus kopmītņu ēkām. Pareizi funkcionējoši tvaika uztvērēji notur tvaiku radiatoros, līdz tas kondensējas un izdala siltumu; kad tie nedarbojas, tvaiks iet cauri nepārtraukti. Tas ne tikai padara radiatoru pārāk karstu, bet arī tērē lielu daļu enerģijas tvaikā. Nomainot slazdus visā universitātes pilsētiņā, viena gada laikā tika ietaupīti aptuveni 800 000 USD, kas ir vairāk nekā 765 000 USD rēķins par remontu un sistēmas uzraudzībai uzstādītajiem sensoriem. Lai gan East Campus sensoru uzstādīšana izmaksāja vairāk nekā divu kopmītņu tvaika slazdu labošana, Kūpers uzskata, ka nauda ir iztērēta labi, jo tas ļāva MIT kvantificēt ietaupījumus.

Dažas izmaiņas ir balstītas uz progresīvākām tehnoloģijām, lai vismaz identificētu problēmas, kas jānovērš. MIT lielajās ēkās tiek izmantotas apkures, ventilācijas un gaisa kondicionēšanas sistēmas, kas ļoti atšķiras no mājās izmantotajām sistēmām. Milzīgi gaisa apstrādes iekārtas regulē temperatūru ar tvaika spirālēm apkurei un atdzesēta ūdens spirālēm dzesēšanai — abas baro MIT centrālā koģenerācijas stacija, kas uztver elektroenerģijas ražošanas radīto siltuma pārpalikumu, lai iegūtu tvaiku, ko var izmantot tieši vai izmantot kompresoru un ledusskapju darbināšanai. Šādus gaisa apstrādātājus bieži kontrolē sistēma, kas reģistrē tādus datus kā gaisa un ūdens temperatūras un plūsmas ātrumi, kā arī spiediena atšķirības cauruļvados.

MIT vadības sistēma, kas ir viena no lielākajām Ziemeļamerikā, savāc un nosūta aptuveni 50 000 datu punktu ik pēc 15 minūtēm. Parasti šāda veida informācija netiek saglabāta vai analizēta; to izmanto tikai gaisa apstrādes kontrolei no brīža uz brīdi. Taču pēdējā laikā daži uzņēmumi ir sākuši izveidot sistēmas, kas pārtulko sākotnēji dažādos terminos reģistrētos mērījumus, lai noteiktus datus varētu arhivēt un vispusīgi analizēt, izmantojot datormodeļus un mehāniķu un citu ekspertu izstrādātus algoritmus. Šāda veida analīze palīdz uzņēmumiem noteikt, vai ēka darbojas tā, kā tā ir paredzēta. Pēc tam viņi var identificēt problēmas un novērtēt, cik izmaksās to novēršana.

MIT ir piesaistījis vienu no šiem uzņēmumiem, Bostonas Cimetrics, lai uzraudzītu un analizētu dažas tās ēkas. Uzņēmums līdz šim ir identificējis veidus, kā ietaupīt vairāk nekā 500 000 USD gadā; aptuveni puse no šiem projektiem ir pabeigti. Piemēram, ēkā E25 rādījumi atklāja, ka jauna sistēma, kas izstrādāta, lai uztvertu daļu siltuma, ko ventilācijas sistēma izsūknē no ēkas, nedarbojās pareizi. Mūsu puiši rāpās cauri gaisa vadiem un atklāja, ka tas ir sabrucis, stāsta Kūpers. Bez Cimetrics analīzes tas, iespējams, nekad nebūtu atrasts — un noteikti ne pietiekami ātri, lai to labotu garantijas ietvaros.

Taču, lai gan lielākajā daļā ēku universitātes pilsētiņā ir izmantota ēku kontroles sistēma, visu uzņemto datu analīze ir sarežģīta, dārga un gandrīz neiespējama ar roku vairāk nekā 100 ēkām MIT universitātes pilsētiņā, saka Stīvens Samouhos '04, SM '06, a. mašīnbūves doktorantūras students, kas iesaistīts vairākos enerģētikas projektos universitātes pilsētiņā. Pat vienas ēkas kontroles datu analīze ir ļoti sarežģīta. Samouhos runā no pieredzes, izpētījis informācijas zinātnes un tehnoloģiju ēku (N42), lai noteiktu enerģijas taupīšanas iespējas. Taču dažu dienu laikā pēc sensoru uzstādīšanas N42 viņš atrada veidus, kā samazināt enerģijas patēriņu par 25 procentiem. Viens atkritumu avots: gaismas palika ieslēgtas visu nakti. Ja jūs staigājat pa šo ēku, jūs pat nevarat atrast, kur atrodas gaismas slēdži, viņš saka. Viņš arī atklāja, ka, tā kā ēka bija paredzēta nekad neuzstādītam datu centram, kas būtu radījis daudz siltuma, tajā ir lielāks gaisa kondicionieris, nekā nepieciešams. Un, lai gan gaisa kondicionieris var atdzesēt ēku aptuveni 20 minūšu laikā, tas tiek ieslēgts četras stundas, pirms kāds ierodas dienā. Labojums ir vienkāršs, Samouhos saka: vienkārši noņemiet atzīmi no vienas izvēles rūtiņas vadības programmatūrā.

Un ēkā 6C Samouhos atklāja, ka noslogotības sensori, kas paredzēti apgaismojuma izslēgšanai, kad neviena nebija tuvumā, tika sajaukti ar gaismas slēdžiem un izslēgti. Tā ir pēdējā jūdze pēc projekta pabeigšanas, kas neļauj mums gūt peļņu no plānotajiem ietaupījumiem, saka Samouhos. Sensoru slēdžu marķēšana nav īpaši sarežģīta, viņš norāda. Jums vienkārši ir jābūt kādam, kas to izdarītu.

Rūpes par šādām detaļām būs svarīgas jaunās universitātes pilsētiņas celtniecībā, ko daļēji nosaka process, ko sauc par integrēto projektēšanu, saka Leons Gliksmans '59, PhD '64, ēku tehnoloģiju un mašīnbūves profesors, Campus Energy līdzpriekšsēdētājs. Darba grupa. Integrētajā projektēšanā efektivitātes pasākumi, piemēram, rūpīgāk izolēti logi ar labākiem pārklājumiem, lai vasarā un ziemā neļautu siltumu noturēt, tiek ņemti vērā vienlaikus ar pamata sistēmām, piemēram, apkuri un gaisa kondicionēšanu. Tādā veidā, piemēram, var izvēlēties mazāku gaisa kondicionētāju nekā parasti, paredzot zemākas dzesēšanas prasības. Jaunajā Sloan ēkā, kas, pēc Gliksmana domām, būs energoefektīvākā ēka universitātes pilsētiņā, tiks izmantoti logi, kas uzlabos enerģijas ietaupījumu ziemā, uzņemot vairāk saules enerģijas un vienlaikus samazinot siltuma daudzumu, kas tiek zaudēts caur logiem naktī. Taču integrētā projektēšana atmaksājas tikai tad, ja ēku apsaimniekotāji pārliecinās, ka energotaupības projekti darbojas, kā plānots. Tātad jaunās ēkas tiks uzraudzītas, lai apstiprinātu enerģijas ietaupījumu.

Darot vairāk

Visi šie projekti ir tikai paraugs no energoefektivitātes darba, kas notiek MIT. Profesori, piemēram, Hārvijs Maikls, energoefektivitātes zinātnieks Pilsētvides studiju un plānošanas departamentā, pēta efektīvas pieejas valdības politikai. Samouhos sadarbojas ar Nīlu Geršenfeldu, MIT Bitu un atomu centra direktoru, lai izstrādātu tīklus, kas var savākt datus lētāk nekā vadības sistēmas lielās ēkās, un vēl sīkāk. Piemēram, katru ēkas spuldzi varētu uzraudzīt atsevišķi. Viņi arī izstrādā algoritmus, lai izmantotu šo informāciju, lai brīdinātu ēku pārvaldniekus, ja apkures sistēmas, kā saka Samouhos, novirzās savā darbībā. Nākamais solis ir izstrādāt programmatūru, kas palīdz cilvēkiem izlemt, ko darīt ar informāciju. Es nevaru vienkārši teikt, ka jūsu dzesētājs nedarbojas, saka Samouhos. Man jāsaka, ka jūsu dzesētājs tērē 100 ASV dolārus dienā, un ieguldījumu atdeve, lai iegūtu pakalpojumu menedžeri, ir x.

Tomēr daudzi cilvēki domā, ka visām aktivitātēm universitātes pilsētiņā vajadzētu būt vairāk. Es nedomāju, ka mēs esam redzējuši nekur tuvu tam, kas mums būtu jāredz investīciju ziņā, saka Džeisons Džejs, Sloanas doktorants un Campus Energy Task Force loceklis. Viņš norāda, ka objektu departaments identificēja vienu miljardu dolāru vērtus kapitāla atjaunošanas projektus, kas ir atlikti, un daudzi no tiem varētu ietekmēt energoefektivitāti. Un līdz šim tikai 2 miljoni ASV dolāru ir piešķirti 14 miljonu dolāru vērtiem enerģijas taupīšanas projektiem, kurus Sloan grupa palīdzēja identificēt. Naudas ir maz, it īpaši pašreizējā ekonomiskajā situācijā. Ceturtā daļa no šiem 2 miljoniem ASV dolāru tika iegūta no diskrecionāriem fondiem, un saskaņā ar Terēzu Stounu šogad diskrecionāri fondi nav pieejami.

Pašreizējā pieeja, kā piesaistīt naudu efektivitātes projektiem, ir jautāt absolventiem un citiem ziedotājiem. Bet Džejs vēlētos, lai MIT arī meklētu alternatīvu finansējumu. Pat šajā ekonomikā, viņš stāsta, daudzas bankas, piemēram, ir gatavas izsniegt kredītus energoefektivitātes projektiem, jo ​​to rezultāti ir tik uzticami.

Šāds finansējums varētu ļaut MIT paveikt garlaicīgas lietas, piemēram, remontēt tvaika slazdus un ierīkot dienasgaismas apgaismojumu, saka Džejs. Tad mēs varam pievērst uzmanību interesantajām un aizraujošajām lietām. Viņš vēlētos, lai MIT sāktu izņemt tehnoloģijas no laboratorijas un izmantot tās universitātes pilsētiņā gan kā mācību līdzekli studentiem, gan kā iedvesmas avotu zaļajiem arhitektiem. Viņš saka, ka tas ļautu MIT būt par demonstrācijas vietu un sava veida bāku pārējai pasaulei par to, kā izskatās energoefektivitātes vadība.

Viņš, iespējams, drīzumā vismaz daļēji īstenos savu vēlmi, kad pilsētiņas ziemeļu pusē esošās telpas tiks pārveidotas par MIT-Fraunhofer Ilgtspējīgas enerģijas sistēmu centra mītni. Viņi gatavojas atjaunot šo ēku un padarīt to par energoefektivitātes vitrīnu, saka Gliksmens. Ideja ir padarīt to par jaunu tehnoloģiju izmēģinājuma vietu un parādīt, kas darbojas.

Galu galā, ne tikai taupot naudu, tas ir tas, ko vajadzētu darīt visiem energoefektivitātes projektiem MIT.

paslēpties