从 Windows 到 Surface，微软产品大多给人特别的感受：直接粗犷，很理工科。这特质甚至也体现在微软总部园区设计。比起 Apple Park 总部“飞船”造型的奇幻感，微软西雅图雷蒙德市的总部显得有些普通，没有特别吸睛的建筑，就像一般办公大楼。
这或许是微软有意为之，让办公地点像城市具包容性。不过日前微软却宣布颇奇幻的计划：在自家园区地下建设发电厂。
理科生的“狂想”，微软要建地下发电厂
这要从微软总部改造计划说起。1986年，微软正式上市前总部落户美国西雅图雷蒙德市，起初仅4栋办公大楼，随着公司逐渐发展壮大，才逐步扩增改建园区。
随着新办公大楼扩张需求出现，微软终于有机会实现建设地下发电厂，这次选择与西雅图颇有名气的设计公司NBJJ合作，推平总部部分建筑大楼，并在原址建设地下发电厂。
微软计划将在总部2.5英亩地下挖掘875个地热井，每个地热井深度达550英尺（约167.6米）。
（Source：微软）
微软将投放高达65英尺（约17米）的热储能罐，罐装物主要是水，也就是能量转换介质，更利储存热量。地下发电厂是利用地下一定深度的恒温原理，透过热泵、冷却器、发电机等设施，将热能转化为机械能，机械能最终转化为电能。
微软总部地下还有220英里长传输管道，以传输能量。有趣的是，照微软计划是看不到地热井，将被园区树木遮住或覆盖，融入环境。这和微软总部的设计如出一辙，极高的绿化率、四通八达的道路、大学校园般的开放性，不奇特但让人舒服。
当然，如果实在想看这套“树林中的机器”也不是完全不行，微软表示会在地热发电厂附近设置透明门廊，让人了解这些设备如何运作。
比起传统煤炭发电，地热发电有不小优势，如利用地下恒温解决制热／制冷需求，冬天寒冷时，地上温度低于地下，微软就可透过传输管道将地热传到建筑，充当“暖气”，反之亦然。这不仅省下不少电费，连暖气和空调设备数都能减少。微软表示比起原有系统，新地热系统能耗降低50%。
这套地热发电系统使用时间越久越省钱，毕竟不用缴电费了，美国不少地区都是阶梯式电费，像微软这种用电大户，用电量只会多不会少。且地热发电厂的热能转换介质水也可循环使用，不会被冷却装置排出，而当作热能储存到热能罐。这使微软一年可减少800万加仑用水量，相当于12个奥运泳池。
更重要的是地热发电不会像煤炭发电消耗矿石资源，和太阳能一样是清洁能源，这也是微软要在总部建设地下发电厂的主因，稍早微软就豪言，要在2030年实现碳中和。
不过园区改建终究是大型计划，地下发电厂为计划里最后开工的建筑，预计2023年才开放。
▲ 根据具体用电需求，地热井数量可能有变化。（Source：微软）
和苹果、特斯拉相比，微软地下发电厂有何优势？
造发电厂似乎成为新趋势，资料中心、云端服务、储存系统，科技公司对算力需求有多高，对电力的需求就多高，再加上各家的碳中和承诺，建设发电厂再正常不过。
当然，各家方案有些不同，这也代表不同技术方向。身为新能源领域的新巨头，特斯拉更擅长研发电池，甚至进入消费级市场卖储能电池。特斯拉家用级储能电池产品有Powerwall，疫情期间一机难求，一度涨价；企业级电池产品有Megapacks，最大储能达3MKh，甚至苹果都是客户，买了87个Megapacks电池。
▲ 多个Megapacks电池组成的储能系统。（Source：特斯拉）
苹果和特斯拉发电方式殊途同归，都靠太阳能。苹果2015年耗资8.7亿美元，于美国加州建造约1,300英亩的超大型太阳能发电厂，为自家总部等多个设施供电。
说到这，大家可能也猜到太阳能发电的劣势了，无论苹果还是特斯拉，太阳能发电对阳光要求高，微软可在总部地下直接建发电厂，苹果却要跑到总部外。中间还牵扯到大量电力传输设施，又是一笔费用，更长的传输距离意味更多电能损失。微软地下发电厂仅从地下到地上，传输距离短多了。
另一劣势是占地面积，太阳能发电占地面积要求远高于地热发电，这从苹果示意图就能看出，两者等级差很多。国家地理曾提出数据，发电量1GWh的地热发电厂占约404平方英里，有相同能量风能电场需约1,335平方英里，太阳能发电场更到约2,340平方英里。
▲ 苹果太阳能发电厂。（Source：苹果）
地热发电稳定性也更好，如上所述，地下温度恒定，甚至能根据不同地面温度使用不同转化方式。苹果太阳能发电厂只能白天使用，当初向特斯拉买储能电池，也是因电池能储藏太阳能电能，不至于浪费白天转化的电量，夜间也能满足总部用电需求。
地热发电当然不是没缺点，比起太阳能、风能，地热最大的缺点是效率太低，发电量比不上前两者。且地热发电需提前预估用电需求量，以评估要建设的地下热能井数量。一旦遇到高发电需求，供电量可能不够。微软建设地下发电厂时也表示，总部并非全靠它发电，太阳能发电仍是重要辅助，高需求时地热发电是发电主力，太阳能发电为辅。
这就像游戏角色属性，无论地热发电还是太阳能发电，都不是六边形战士，两者各有优势，互相配合发挥长处，反而是常态。
地热发电，向10%进发
微软的地下发电厂其实只能算地热发电小规模运用，利用相对常见的地下恒温层，温度并不会太高，因此提供能量也有限，更适合家用或商业建筑。一旦微软2023年完成地下发电厂，对其他公司来说也是鼓励。除了公共电网，大型科技公司也可选择长久使用更划算的方案。
地热发电大规模应用，其实是充分利用地球各大洲板块相交区的地热资源，比起普通地下恒温层，有更高温度也更容易利用，但也使大规模地热发电受限于特定地区。
▲ 温泉是典型地热资源之一。（Source：shutterstock）
西藏羊八井镇就有大量地热资源，不仅有温泉、喷泉，甚至还有热水田等，同时也是中国首个开发地热发电的区域，1977年羊八井地热电站建设完成，至今仍是西藏主力发电厂之一。相比其他地区，西藏地热资源较多，煤炭等化石资源较少，自然成为中国发展地热发电的主要地区。
▲ 羊八井地热发电站。（Source：Taken by Fanghong, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons）
地热发电大规模应用受限于地热资源，太阳能、风能发电转化率和覆盖率均较优，因此不少国家地区太阳能、风能的发展往往先于地热发电。
随着时间流逝，情况逐步变化，温泉旅游等热能应用案例推动旅游业发展，加上观念转变，地热为清洁能源再次进入主流视角。同时新能源探索也不限环境保护，也能带动产业升级，甚至成为养育水土的新产业，地热不仅可发电，供暖、温泉旅游、疗养甚至养殖都是新应用。
目前太阳能、风能、地热能等洁净能源还未能全面取代煤炭等化石资源发电，原因除了技术限制，也是开发程度不足，地热发电就是典型案例，全球还有许多未开发的地热资源。
荷兰台夫特理工大学长期关注地热能源的学者Kenneth Gavin和William Craig就出书表示，地热是电力和供暖的可再生能源，充分开发的地热能源有望满足全球10%用电需求。
可预见的未来，地热发电效能只会越来越接近这数字。
（本文由 爱范儿 授权转载；首图来源：微软）
延伸阅读：
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