從 Windows 到 Surface 電腦，微軟的產品大多給人一種特別的感受——直接且粗獷，就很理工科。
這一特質甚至還體現在微軟總部園區設計上，對比 Apple Park 園區「飛船」造型所營造的奇幻感，微軟位於西雅圖雷蒙德市的總部顯得有些普通，沒有特別吸睛的建築，就像是身邊的街區。
這或許是微軟主動為之的結果，讓辦公地點像城市一樣具備包容性。
不過前段時間這家極具理工科特質的公司，卻宣佈了一個頗為奇幻的計劃——在自家園區地下建設一座地下發電廠。
理科生的「狂想」，微軟要建一個地下發電廠
這一切還要從微軟總部改造計劃説起。
1986 年，微軟在正式上市前將自家總部落户於美國西雅圖雷蒙德市，起初總部僅有 4 棟辦公樓，隨着公司逐漸發展壯大，才一步一步擴增、改建園區。
▲ 圖片來自：微軟
隨着新的辦公樓擴張需求出現，微軟也終於有機會實現建設地下發電廠的計劃，它們這次選擇了與西雅圖頗有名氣的設計公司 NBJJ 合作，推平總部的部分建築樓，並在原址建設一個地下發電廠。
根據計劃微軟將在總部 2.5 英畝的地下挖掘 875 個地熱井，每個地熱井的挖掘深度達 550 英尺（約 167.6 米）。
▲根據具體的用電需求，落成後的地熱井數量可能有變化. 圖片來自：微軟
在地熱井中，微軟將投下一個高達 65 英尺（約 17 米）的熱儲能罐，罐中的主要物質是水，也就是能量轉換介質，更利於儲存熱量。
這個地下發電廠其實利用了地下一定深度恆温的原理，通過熱泵、冷卻器、發電機等設施，將熱能轉化為機械能，機械能最終轉化為電能。
在微軟總部地下還有着 220 英里長的傳輸管道，以實現能量的傳輸。
▲圖片來自：微軟
有趣的是，按照微軟的計劃一般情況下人們是看不到地熱井的，它們將被園區的樹木遮住或覆蓋，融於環境當中。
這和微軟總部的設計思路如出一轍，極高的綠化率、四通八達的公路、大學校園一般的開放性，不奇幻但卻讓人舒心。
當然，如果實在想看看這套「樹林中的機器」也不是完全不可以，微軟表示會在地熱發電廠附近設置一個透明的門廊，讓人們瞭解這些設備是如何運作的。
▲圖片來自：微軟
相比傳統的煤炭發電，地熱發電有着不小的優勢，就比如利用地下恆定温度解決制熱/製冷需求，冬天天氣寒冷時，地上温度低於地下，微軟就可以通過傳輸管道將地熱傳到到建築中，充當「暖氣」，反之亦然。
這樣不僅省下了不少電費，連供暖和空調設備數都能減少一部分，微軟表示對比原有系統，新的地熱系統能耗將降低 50%。
這套地熱發電系統，使用時間越久越省錢，畢竟不用交電費了，要知道在美國不少地區可都是階梯式計算電費的，像微軟這樣的用電大户，用電量只多不少。
而且地熱發電廠發電使用的熱能轉換介質水也是可以循環使用，其並不會被冷卻裝置排出，而是作為熱能儲藏到熱能罐當中。
這樣一來微軟一年可以減少 800 萬加侖的用水量，幾乎相當於 12 個奧林匹克游泳池的用水量了。
更重要的是地熱發電並不需要和煤炭發電一樣消耗礦石資源，它和太陽能一樣是清潔能源，這也是微軟要在總部地下建設地下發電廠的主要原因之一，早前它就放出豪言，要在 2030 年實現碳中和。
▲ 圖片來自：微軟
不過園區改建終究是一項大型計劃，地下發電廠作為計劃中最後一座開工的建築，預計要在 2023 年才能開放。
和蘋果、特斯拉相比，微軟地下發電廠有什麼優勢？
造發電廠似乎成為了一種新的新趨勢，數據中心、雲服務、存儲系統，科技公司們對算力的需求有多高，對電力的需求就有多高，再加上各家對於碳中和的承諾，建設發電廠就再正常不過了。
▲ 微軟數據中心
當然，各傢俱體的落地方案有些不同，這也代表了不同的技術方向。
作為新能源領域的新晉巨頭，特斯拉更擅長研發電池，甚至進入了消費級市場，賣起了儲能電池。
特斯拉家用級儲能電池產品有 Powerwall ，其在疫情期間一機難求，一度漲價。企業級電池產品則有 Megapacks，其最大儲能達 3 MKh，甚至於蘋果都成了特斯拉的客户，向它買了 87 個 Megapacks 電池。
▲多個 Megapacks 電池組成的儲能系統 圖片來自：特斯拉
但蘋果和特斯拉的發電方式殊途同歸，都依靠太陽能，蘋果在 2015 年耗資 8.7 億美元，於美國加州建造了一座約 1300 英畝的超大型太陽能發電廠，為自家總部等多個設施供電。
説到這你可能也猜到太陽能發電對比地熱發電的劣勢了，無論蘋果還是特斯拉，太陽能發電對於陽光要求更高，微軟可以在自己總部地下直接開幹，蘋果卻要跑到總部外建發電廠。
這中間還牽扯到大量電力傳輸設施，又是一批大投入，更長的傳輸距離往往意味着更多的電能損耗。微軟的地下發電廠，僅僅是從地上到地上到地上，傳輸距離可短多了。
另一個劣勢則是佔地面積，太陽能發電對地區大小的要求遠高於地熱發電，這個從蘋果發佈的圖片就能看出，兩者的宏大級別不在一個等級。
▲ 蘋果太陽能發電廠
國家地理曾發佈數據，一個發電量在 1GWh 的地熱發電廠將佔用大約 404 平方英里，具有相同能量輸出的風能電場則需要大約 1335 平方英里，一個太陽能發電場需要大約 2340 平方英里。
地熱發電穩定性也會好上一些，正如上文所述，地下温度是恆定的，甚至能根據不同的地面温度，使用不同的轉化方式。
蘋果的太陽能發電廠則只能在白天使用，當初它向特斯拉買儲能電池，也是因為電池能儲藏太陽能轉化的電能，不至於浪費白天轉化的電量，在夜間也能滿足總部的用電需求。
▲ Megapacks 超大的儲電量能適應不同用電需求
當然，這也並不是説地熱發電沒有缺點，對比太陽能發電、風能發電，地熱最大的缺點是效率太低，發電量比不上前兩者。
而且地熱發電需要提前預估用電需求量，並以此為基準數據預估要建設的地下熱能井數量。一旦遇到高發需求，供電量很可能會不夠。
所以微軟在建設地下發電廠時也表示，總部並非全部靠它發電，太陽能發電仍然是很重要的補充部分，高併發需求時地熱發電是主力發電設施，太陽能發電則是輔助設施。
這就像是遊戲中的角色屬性一樣，無論地熱發電還是太陽能發電，都不是六邊形戰士，兩者各有各的優勢，互相配合發揮自己的長處，反而是常態。
地熱發電，向 10% 進發
微軟的地下發電廠其實只能算作是地熱發電的小規模運用，它只是利用了相對常見的地下恆温層，其温度並不會太高，因此提供的能量大小也有限，更適合家用或商業建築使用。
一旦微軟在 2023 年完成地下發電廠，對於其他公司來説都是一種鼓勵。除了公用電網，大型科技公司們也可以選擇長久使用更划算的建設方案。
而地熱發電的大規模應用其實是充分利用地球各大洲板塊相交區域的地熱資源，相比普通的地下恆温層，它們有着更高的的温度，也更容易利用，但這也讓大規模地熱發電受限於特定地區。
▲ 高温温泉是典型的地熱資源之一
我國西藏羊八井鎮就是一個有着大量地熱資源的區域，不僅有温泉、噴泉、甚至還有熱水田等資源，這也讓它成為了我國首個開發地熱發電的區域，1977 年羊八井地熱電站建設完成，至今仍然是西藏的主力發電廠之一。
相比其他地區，西藏的地熱資源較多，同時煤炭等化石資源較少，自然而然地成為了我國發展地熱發電的主要地理區域之一。
▲ 羊八井地熱發電站.
地熱發電大規模應用受限於地熱資源，而太陽能、風能的發電轉化率和覆蓋率均優於它，因此在不少國家和地區太陽能、風能的發展優先級往往會高於地熱發電，現在我國多個地區都已經有了太陽能發電廠。
隨着時間流逝，情況在逐步發生變化，温泉旅遊等熱能應用案例推動了旅遊行業的發展，再加上觀念轉變，地熱作為清潔能源再次進入主流視角當中，曾經的「煤都」山西今年就建成了一座高温地熱發電試驗電站。
根據山西日報的報道，新建成的地熱發電試驗電站項目一期佔地面積為 50 畝，其中 1 號試驗機組裝機容量到了 300kW，是一個不錯的開始。
▲山西地熱發電試驗電站. 圖片來自：中國城市能源週刊
同時，對新能源的探索也不僅僅限於環境保護的角度，它仍然可以帶動產業升級，甚至成為養育一方水土的新產業，地熱不僅可以發電，供暖、温泉旅遊、療養甚至養殖都是新的應用方式。
目前太陽能、風能、地熱能等清潔資源還未能全面取代煤炭等化石資源發電，箇中原因，除了技術限制也有開發程度不足的原因，地熱發電就是一個典型案例，全球仍然還有許多未曾開發的地熱資源。
代爾夫特理工大學兩位長期關注地熱能源的學者 Kenneth Gavin 和 William Craig 就曾著書表示，作為電力和供暖的可再生能源，充分開發的地熱能源有望滿足全球 10% 的用電需求。
在可預見的未來，地熱發電的效能只會越來越接近這個數字。
資料來源：愛範兒（ifanr）
這一特質甚至還體現在微軟總部園區設計上，對比 Apple Park 園區「飛船」造型所營造的奇幻感，微軟位於西雅圖雷蒙德市的總部顯得有些普通，沒有特別吸睛的建築，就像是身邊的街區。
這或許是微軟主動為之的結果，讓辦公地點像城市一樣具備包容性。
不過前段時間這家極具理工科特質的公司，卻宣佈了一個頗為奇幻的計劃——在自家園區地下建設一座地下發電廠。
理科生的「狂想」，微軟要建一個地下發電廠
這一切還要從微軟總部改造計劃説起。
1986 年，微軟在正式上市前將自家總部落户於美國西雅圖雷蒙德市，起初總部僅有 4 棟辦公樓，隨着公司逐漸發展壯大，才一步一步擴增、改建園區。
▲ 圖片來自：微軟
隨着新的辦公樓擴張需求出現，微軟也終於有機會實現建設地下發電廠的計劃，它們這次選擇了與西雅圖頗有名氣的設計公司 NBJJ 合作，推平總部的部分建築樓，並在原址建設一個地下發電廠。
根據計劃微軟將在總部 2.5 英畝的地下挖掘 875 個地熱井，每個地熱井的挖掘深度達 550 英尺（約 167.6 米）。
▲根據具體的用電需求，落成後的地熱井數量可能有變化. 圖片來自：微軟
在地熱井中，微軟將投下一個高達 65 英尺（約 17 米）的熱儲能罐，罐中的主要物質是水，也就是能量轉換介質，更利於儲存熱量。
這個地下發電廠其實利用了地下一定深度恆温的原理，通過熱泵、冷卻器、發電機等設施，將熱能轉化為機械能，機械能最終轉化為電能。
在微軟總部地下還有着 220 英里長的傳輸管道，以實現能量的傳輸。
▲圖片來自：微軟
有趣的是，按照微軟的計劃一般情況下人們是看不到地熱井的，它們將被園區的樹木遮住或覆蓋，融於環境當中。
這和微軟總部的設計思路如出一轍，極高的綠化率、四通八達的公路、大學校園一般的開放性，不奇幻但卻讓人舒心。
當然，如果實在想看看這套「樹林中的機器」也不是完全不可以，微軟表示會在地熱發電廠附近設置一個透明的門廊，讓人們瞭解這些設備是如何運作的。
▲圖片來自：微軟
相比傳統的煤炭發電，地熱發電有着不小的優勢，就比如利用地下恆定温度解決制熱/製冷需求，冬天天氣寒冷時，地上温度低於地下，微軟就可以通過傳輸管道將地熱傳到到建築中，充當「暖氣」，反之亦然。
這樣不僅省下了不少電費，連供暖和空調設備數都能減少一部分，微軟表示對比原有系統，新的地熱系統能耗將降低 50%。
這套地熱發電系統，使用時間越久越省錢，畢竟不用交電費了，要知道在美國不少地區可都是階梯式計算電費的，像微軟這樣的用電大户，用電量只多不少。
而且地熱發電廠發電使用的熱能轉換介質水也是可以循環使用，其並不會被冷卻裝置排出，而是作為熱能儲藏到熱能罐當中。
這樣一來微軟一年可以減少 800 萬加侖的用水量，幾乎相當於 12 個奧林匹克游泳池的用水量了。
更重要的是地熱發電並不需要和煤炭發電一樣消耗礦石資源，它和太陽能一樣是清潔能源，這也是微軟要在總部地下建設地下發電廠的主要原因之一，早前它就放出豪言，要在 2030 年實現碳中和。
▲ 圖片來自：微軟
不過園區改建終究是一項大型計劃，地下發電廠作為計劃中最後一座開工的建築，預計要在 2023 年才能開放。
和蘋果、特斯拉相比，微軟地下發電廠有什麼優勢？
造發電廠似乎成為了一種新的新趨勢，數據中心、雲服務、存儲系統，科技公司們對算力的需求有多高，對電力的需求就有多高，再加上各家對於碳中和的承諾，建設發電廠就再正常不過了。
▲ 微軟數據中心
當然，各傢俱體的落地方案有些不同，這也代表了不同的技術方向。
作為新能源領域的新晉巨頭，特斯拉更擅長研發電池，甚至進入了消費級市場，賣起了儲能電池。
特斯拉家用級儲能電池產品有 Powerwall ，其在疫情期間一機難求，一度漲價。企業級電池產品則有 Megapacks，其最大儲能達 3 MKh，甚至於蘋果都成了特斯拉的客户，向它買了 87 個 Megapacks 電池。
▲多個 Megapacks 電池組成的儲能系統 圖片來自：特斯拉
但蘋果和特斯拉的發電方式殊途同歸，都依靠太陽能，蘋果在 2015 年耗資 8.7 億美元，於美國加州建造了一座約 1300 英畝的超大型太陽能發電廠，為自家總部等多個設施供電。
説到這你可能也猜到太陽能發電對比地熱發電的劣勢了，無論蘋果還是特斯拉，太陽能發電對於陽光要求更高，微軟可以在自己總部地下直接開幹，蘋果卻要跑到總部外建發電廠。
這中間還牽扯到大量電力傳輸設施，又是一批大投入，更長的傳輸距離往往意味着更多的電能損耗。微軟的地下發電廠，僅僅是從地上到地上到地上，傳輸距離可短多了。
另一個劣勢則是佔地面積，太陽能發電對地區大小的要求遠高於地熱發電，這個從蘋果發佈的圖片就能看出，兩者的宏大級別不在一個等級。
▲ 蘋果太陽能發電廠
國家地理曾發佈數據，一個發電量在 1GWh 的地熱發電廠將佔用大約 404 平方英里，具有相同能量輸出的風能電場則需要大約 1335 平方英里，一個太陽能發電場需要大約 2340 平方英里。
地熱發電穩定性也會好上一些，正如上文所述，地下温度是恆定的，甚至能根據不同的地面温度，使用不同的轉化方式。
蘋果的太陽能發電廠則只能在白天使用，當初它向特斯拉買儲能電池，也是因為電池能儲藏太陽能轉化的電能，不至於浪費白天轉化的電量，在夜間也能滿足總部的用電需求。
▲ Megapacks 超大的儲電量能適應不同用電需求
當然，這也並不是説地熱發電沒有缺點，對比太陽能發電、風能發電，地熱最大的缺點是效率太低，發電量比不上前兩者。
而且地熱發電需要提前預估用電需求量，並以此為基準數據預估要建設的地下熱能井數量。一旦遇到高發需求，供電量很可能會不夠。
所以微軟在建設地下發電廠時也表示，總部並非全部靠它發電，太陽能發電仍然是很重要的補充部分，高併發需求時地熱發電是主力發電設施，太陽能發電則是輔助設施。
這就像是遊戲中的角色屬性一樣，無論地熱發電還是太陽能發電，都不是六邊形戰士，兩者各有各的優勢，互相配合發揮自己的長處，反而是常態。
地熱發電，向 10% 進發
微軟的地下發電廠其實只能算作是地熱發電的小規模運用，它只是利用了相對常見的地下恆温層，其温度並不會太高，因此提供的能量大小也有限，更適合家用或商業建築使用。
一旦微軟在 2023 年完成地下發電廠，對於其他公司來説都是一種鼓勵。除了公用電網，大型科技公司們也可以選擇長久使用更划算的建設方案。
而地熱發電的大規模應用其實是充分利用地球各大洲板塊相交區域的地熱資源，相比普通的地下恆温層，它們有着更高的的温度，也更容易利用，但這也讓大規模地熱發電受限於特定地區。
▲ 高温温泉是典型的地熱資源之一
我國西藏羊八井鎮就是一個有着大量地熱資源的區域，不僅有温泉、噴泉、甚至還有熱水田等資源，這也讓它成為了我國首個開發地熱發電的區域，1977 年羊八井地熱電站建設完成，至今仍然是西藏的主力發電廠之一。
相比其他地區，西藏的地熱資源較多，同時煤炭等化石資源較少，自然而然地成為了我國發展地熱發電的主要地理區域之一。
▲ 羊八井地熱發電站.
地熱發電大規模應用受限於地熱資源，而太陽能、風能的發電轉化率和覆蓋率均優於它，因此在不少國家和地區太陽能、風能的發展優先級往往會高於地熱發電，現在我國多個地區都已經有了太陽能發電廠。
隨着時間流逝，情況在逐步發生變化，温泉旅遊等熱能應用案例推動了旅遊行業的發展，再加上觀念轉變，地熱作為清潔能源再次進入主流視角當中，曾經的「煤都」山西今年就建成了一座高温地熱發電試驗電站。
根據山西日報的報道，新建成的地熱發電試驗電站項目一期佔地面積為 50 畝，其中 1 號試驗機組裝機容量到了 300kW，是一個不錯的開始。
▲山西地熱發電試驗電站. 圖片來自：中國城市能源週刊
同時，對新能源的探索也不僅僅限於環境保護的角度，它仍然可以帶動產業升級，甚至成為養育一方水土的新產業，地熱不僅可以發電，供暖、温泉旅遊、療養甚至養殖都是新的應用方式。
目前太陽能、風能、地熱能等清潔資源還未能全面取代煤炭等化石資源發電，箇中原因，除了技術限制也有開發程度不足的原因，地熱發電就是一個典型案例，全球仍然還有許多未曾開發的地熱資源。
代爾夫特理工大學兩位長期關注地熱能源的學者 Kenneth Gavin 和 William Craig 就曾著書表示，作為電力和供暖的可再生能源，充分開發的地熱能源有望滿足全球 10% 的用電需求。
在可預見的未來，地熱發電的效能只會越來越接近這個數字。
資料來源：愛範兒（ifanr）
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