◎王琪峰

日本立法把冰雪作為新能源別掃雪了！存起來夏天有大用

◎王琪峰

2016年年初，一場猛烈的暴風(fēng)雪襲擊了美國東海岸，當(dāng)?shù)卦S多人都盼望著雪快點(diǎn)停。可是幾個月后，這里又迎來有史以來最炎熱的夏天，酷暑難當(dāng)?shù)娜藗儾唤窒?，要是冬天時儲存一些雪該多好。別急，美國《大眾科學(xué)》月刊網(wǎng)站近日報(bào)道，這并不是異想天開，有些國家已經(jīng)在試驗(yàn)儲存冬天多余的雪，等到夏季時用來降溫，比如日本和瑞典。這究竟是怎么回事呢？

每年6月～7月，日本人舉行“冰室開放節(jié)”（Himuro Opening Festival）。日本有冰室神社，專門祭祀冰神。

冬雪夏用“乾坤大挪移”，將冬天的麻煩變成夏天的福音，既可以降低空調(diào)費(fèi)用，減少排放，又可以減少除雪劑的使用，降低搬運(yùn)積雪的費(fèi)用。真是一舉數(shù)得的大好事。

冬雪夏用悄悄歸來

冬雪夏用的方法其實(shí)并不是新鮮事。在中國古代宮廷中就有冬季將冰貯藏在冰窖中，夏季放在室內(nèi)用于降溫的做法。據(jù)《詩經(jīng)·七月》記載，大約3000年前的臘月，人們“二之日鑿冰沖沖，三之日納于凌陰”，這里的凌陰就是指冰窖。清朝時，北京城共分四處設(shè)冰窖18座，統(tǒng)由工部都水司掌管，共儲冰20多萬塊，皇室就靠這些冰塊度過炎炎夏日。

在國外，20世紀(jì)初的瑞典人每到冬天，就會將湖水結(jié)成的冰取出，鋸成大塊，覆蓋上厚厚的木屑保存起來，等到夏天時再趕著馬車將冰塊販賣給有需要的居民和商家。不過隨著空調(diào)技術(shù)的出現(xiàn)，利用冬雪為夏季降溫的做法由于麻煩費(fèi)事而漸漸被人們所遺忘。

如今，幾乎90%以上的汽車都裝有空調(diào)系統(tǒng)，醫(yī)院、寫字樓、商場、酒店等建筑內(nèi)安裝空調(diào)的比例，在歐洲達(dá)到了40%，日本和美國則達(dá)到了80%。空調(diào)雖然帶來了方便，也產(chǎn)生了很多不利于環(huán)境的影響，比如氟利昂的排放加劇了對臭氧層的破壞，制造和使用空調(diào)都消耗大量能源等等，還有人提出，空調(diào)外機(jī)不僅破壞了建筑物外觀的整體美，它工作時那嗡嗡作響的噪音也讓人不勝煩惱。于是，冬雪夏用又迎來了重見天日的機(jī)會。

瑞典的松茲瓦爾市立醫(yī)院用雪制冷示意圖。用上“雪空調(diào)”后，該醫(yī)院的能耗大幅下降。

北歐地區(qū)降雪量非常豐富，斯德哥爾摩通常一個冬季里從街道上清掃的積雪可達(dá)百萬立方米，這些積雪最后都被倒進(jìn)河里；而俄羅斯的圣彼得堡每年冬季更是有約2500萬立方米的積雪被倒入涅瓦河中。日本、加拿大、土耳其、挪威等降雪較多國家的一些城市，都進(jìn)行過利用保存冬雪到夏季進(jìn)行降溫的嘗試。

比如在日本，人們利用“冰屋”或者“雪屋”保存蔬菜（二者的區(qū)別在于使用的是冰或者雪）。他們將冰塊或者雪團(tuán)放在儲藏室的架子上，同時在旁邊放上蔬菜，蔬菜數(shù)量的多少要視當(dāng)?shù)貧夂蚝蛢Σ厥业谋匦Ч?。儲藏室?nèi)冷氣的散布依靠自然的空氣對流，而室溫則可以靠百葉窗、簾子等進(jìn)行調(diào)控，不過溫度調(diào)節(jié)的精確度并不高。冰（雪）屋中的溫度可以維持在略高于0攝氏度以上的范圍內(nèi)，濕度約為90%至95%。

人們參觀日本的存雪倉庫

再如在加拿大，2000年時，曾有人在建筑物內(nèi)利用64.5立方米（41噸）的雪保存380噸重的瑞典蕪菁（苤藍(lán)）。他們在雪團(tuán)表面撒鋸末，并使用電扇來實(shí)現(xiàn)空氣對流。當(dāng)氣溫太低時就將門打開，氣溫超過3攝氏度時則去掉一些鋸末。結(jié)果這批蔬菜從12月份完好無損地保存到了次年6月，到6月底時倉庫溫度僅為8攝氏度。

隨著人們環(huán)保意識的提高，冰雪這來自冬天大自然的寶貴饋贈，也發(fā)揮出了越來越大的作用。

加拿大證明用雪降溫更環(huán)保

前不久，加拿大兩名科學(xué)家研究了在加拿大如何最好地利用雪來降溫。他們在《清潔技術(shù)與環(huán)境政策》雜志上發(fā)表的一篇論文中稱，用雪降溫在減少溫室氣體排放方面比空調(diào)更有效，對環(huán)境的不利影響更小，并且能夠起到同樣好的降溫效果。

加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)奧卡諾根分校工程學(xué)副教授、論文作者之一赫瓦蓋認(rèn)為，“雪不是垃圾，而是一種資源。隨著許多地方的氣溫逐漸升高，空調(diào)電費(fèi)也在不斷上漲。我們現(xiàn)在越來越將資源和原料加以區(qū)別看待，人們總認(rèn)為雪是一種代價高昂的垃圾，而不是一種能夠節(jié)約能源和支出的潛在資源?！?/p>

研究人員通過計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)，將建筑物的空調(diào)裝置與積雪場連通（冬天從公路上收集和清理的大量的雪），在天氣變熱時能夠降低使用空調(diào)裝置的需要。赫瓦蓋說：“這種技術(shù)已得到驗(yàn)證，不過它的經(jīng)濟(jì)可行性取決于氣候。效率和可行性方面的許多問題要取決于當(dāng)?shù)氐南卵┝亢拖募緦照{(diào)的需求?！彼€說，在加拿大，“安大略的許多地方電價非常高，它們似乎是（應(yīng)用這種技術(shù)的）合適候選地”。該論文的另一作者不列顛哥倫比亞大學(xué)基洛納分校的工程學(xué)教授薩迪克說：“將這種系統(tǒng)應(yīng)用到大型建筑物和大機(jī)構(gòu)，看起來前途無量，最終可以幫助大機(jī)構(gòu)（比如市政府）抵消部分與除雪有關(guān)的高昂成本。”

日本冰屋，用于儲藏冰雪，保存蔬菜等。

研究認(rèn)為采用這項(xiàng)技術(shù)時需要對現(xiàn)有的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行改造?！拔覀兯f的這種技術(shù)與地?zé)岵膳徒禍叵到y(tǒng)非常類似，地?zé)峤禍厥抢孟募镜乇硐碌牡蜏剡M(jìn)行降溫，”赫瓦蓋說，只不過線路不是接入地下，而是連接儲雪室，“這種技術(shù)讓原料（空氣或水）穿過雪堆，借此將雪的低溫轉(zhuǎn)移到建筑物的通風(fēng)系統(tǒng)中?！?/p>

日本對冰雪資源利用立法

日本北海道的美唄市年積雪量可達(dá)8至11米，早在1997年該市就成立了自然資源研究會，對雪的利用開始進(jìn)行研究，在他們看來雪是非常寶貴的保冷和制冷的能源。在低溫儲存方面，把雪放入儲存庫里，庫內(nèi)可以終年保持0～4攝氏度，這樣的溫度最適合農(nóng)作物的儲藏，而且成本低于用電控溫。而在制冷方面，利用設(shè)置在公寓等住宅里的儲雪庫，通過“全空氣循環(huán)式”和“冷水循環(huán)式”兩種方式，都可以達(dá)到制冷的目的。美唄市年平均利用雪量高達(dá)4500噸，其節(jié)能效果相當(dāng)于省下45000升原油。

在日本札幌市，政府和市民正探索把雪填埋起來，當(dāng)夏季來臨時，通過管道設(shè)施將冷氣輸送到每個居民用戶家中，既免去了融雪的消耗，又節(jié)約了夏季制冷的能耗成本。冰雪作為一種可再生能源，利用空間非常巨大，日本的《新能源利用促進(jìn)法》于1997年頒布，2002年進(jìn)行了修訂，已經(jīng)明確將冰雪低溫資源定義為一種新能源。

瑞典醫(yī)院度夏不用開空調(diào)

日本北海道的存雪倉庫

瑞典的松茲瓦爾市立醫(yī)院建筑面積達(dá)19萬平方米，夏季的空調(diào)費(fèi)用是一筆不菲的支出。同時由于這里屬于亞寒帶氣候，冬季漫長降雪較多，所以在醫(yī)院西側(cè)有一片場地，專門用于堆放從街道上清掃出來的積雪。自2000年開始，這塊堆雪用的地方被改造成深達(dá)7米、呈碗狀的儲雪池，并在底部鋪上防水瀝青，以減小來自地下的溫?zé)嵊绊?。儲雪池里堆積冬季的降雪，如果天然降雪量不足以填滿儲雪池，就用人工雪槍造雪（即使如此也比使用傳統(tǒng)空調(diào)制冷要更加節(jié)約能源）。在春夏時節(jié)儲雪池上要用木板覆蓋以免雪融化。

除了這個儲雪池之外，整個降溫系統(tǒng)還包含一個泵站和一個熱交換器。融化了的雪水被泵站抽出來流經(jīng)熱交換器后，達(dá)到給醫(yī)院的室內(nèi)降溫和防止一些特殊器材過熱的效果。抽取的雪水量視氣溫高低而定，氣溫越高時抽取的雪水越多。用上這樣的“雪空調(diào)”以后，該醫(yī)院用于降溫方面的能耗下降了90%。

挪威就地取材為航站樓供冷

挪威的奧斯陸機(jī)場在首都奧斯陸以北48公里處，是挪威最大的國際機(jī)場。2012年該機(jī)場在原有建筑的基礎(chǔ)上新建了一個候機(jī)樓，面積約12萬平方米。這座候機(jī)樓的特殊之處在于，它夏季的室內(nèi)供冷也是靠冬雪夏用。該機(jī)場每年冬季可以收集降雪2.2萬立方米，經(jīng)過存放于機(jī)場內(nèi)面積約8000平方米的儲雪池保存起來，留到夏天為新的候機(jī)樓供冷，其能耗比早建15年的舊樓減少了50%。值得一提的是由于機(jī)場內(nèi)的跑道等處經(jīng)常會使用除雪劑等化學(xué)物質(zhì)，所以被這些化學(xué)物質(zhì)污染了的雪水會被送往市政公用設(shè)施進(jìn)行專門處理，而只有純凈的雪水才用于供冷，并且供冷結(jié)束后還將被緩慢釋放進(jìn)當(dāng)?shù)赝寥乐?，以保持土壤中的水分平衡?/p>

這個素以坐擁豐富的北海石油資源而著稱的國家，開發(fā)利用冰雪資源的步履也絲毫不甘落后。反觀中國，我們也有大片氣候寒冷的北方領(lǐng)土，如果我們能學(xué)習(xí)老祖宗，也把冰雪視為新能源而不只是用來建造滑雪場，相信一定會節(jié)約大筆的能耗。

加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)工程學(xué)研究者赫瓦蓋和薩迪克認(rèn)為，雪不是垃圾，而是一種資源。

英國倫敦切爾西的別墅1月份儲存降雪，以備夏天降溫之用。

第22屆冬奧會于2014年2月7日至23日在俄羅斯黑海海濱城市索契舉行。索契儲存了前一年冬天的雪以備不時之需。