对于希望实现净零排放的城市来说，停止使用化石燃料为建筑供暖是一个关键挑战。这一点在美国的费城最为明显，在那里，技术和资金的短缺以及不情愿的天然气公司正阻碍着“脱碳”。
今年早些时候，费城宣布了到2050年要实现温室气体净零排放的目标。脱碳的方式包括使用可再生能源、地热系统、氢燃料和有机废物产生的沼气的热泵，其中一些解决方案还处于开发和部署的早期阶段。
费城燃气厂或将保留管道系统
在1836年，费城人大多用鲸油和蜡烛来照亮自己的家和工厂。那一年，新成立的费城燃气厂(Philadel-phia Gas Works)用煤制气点燃了46盏位于市中心的路灯，一时引起轰动。到美国内战结束的时候，大多数美国东部城市的街道和私人住宅已经由天然气照亮，天然气通过埋在车水马龙的街道下的铸铁管道来供应，鲸油照明则几乎消失。
如今，费城的天然气管网在过去的185年里已经扩展到了6000英里长的天然气干线。老牌企业费城燃气厂是美国最大的市政燃气公用事业公司，如今却面临着生死存亡的挑战，这种挑战来自21世纪正在加快的能源转型，能源转型旨在将天然气转换为电力。
在任何情况下，为了实现雄心勃勃的碳排放目标，都需要大规模改变在建筑中使用能源的方式。在其中一条正在研究的路径中，费城燃气厂将保持其基于管道的系统，只需在其燃料组合中添加更多低碳气体分子。但这条道路将意味着要通过容易泄漏的管道泵输送导致气候变暖的甲烷分子。氢气和沼气可以替代化石天然气的数量也受到限制。据估算，可再生天然气的潜在总供应量在天然气总需求的2%至12%之间。此外，可再生天然气和氢气是制造成本高昂的燃料。
“建筑脱碳”的方式还包括用可再生电力、地热系统，还有氢燃料和有机废物产生沼气的气源热泵，其中一些解决方案还处于开发和部署的早期阶段。气源热泵是最成熟的技术，在欧洲和日本部分地区以及美国南部，气源热泵在建筑供暖系统中的比例超过20%，已经使用了几十年。
低收入者或将为老化设备埋单
在费城，要彻底改革费城燃气厂，除了减少温室气体排放外，还需要解决一系列棘手的问题，这包括：堵住危险的甲烷泄漏，留住或重新培训该公司1600名员工，确保贫困的费城居民不会为日益昂贵的天然气管网的维护成本埋单。
费城是美国主要城市中贫困率最高的城市，费城燃气厂大约三分之一的客户是低收入者。为了公平起见，公用事业的转型必须“确保每一个最后依赖天然气的人都有办法在冬天取暖、做饭和烧水”。
随着越来越多富裕的客户放弃天然气，转而安装热泵和其他清洁能源，许多“公平转型”的倡导者担心，较低收入的纳税人将不得不为维护费城燃气厂老化的天然气基础设施埋单。同时，出于安全和环保的考虑，一些维护工作已经不能再等待。2019年12月，费城南部一条有92年历史的煤气总管发生泄漏，引发的爆炸造成2人死亡，5栋建筑被夷为平地。这些泄漏物中的甲烷也是一种高强度的气候变暖因子。
费城官员和美国其他市政官员面临的更大难题是，在跃进到更广泛的建筑电气化之前，天然气基础设施还需保持多长时间和多少开支。
通过算法和建模进行低碳融资
最近一项研究发现，完全使用电力是成本较低的脱碳方式，而不应走“绿色气体”路线。研究人员估计，运行一台热泵每月的费用在34美元到53美元之间，使用可再生天然气运行煤气炉的费用在160美元到263美元之间。从长远来看，运行热泵可能比烧沼气炉便宜，但购买和安装热泵的前期成本，包括升级电线以处理更重的负荷，仍高于传统的燃气加热器，这些成本仍然远远超出许多费城居民的承受能力。
一家公司正在提出一种克服这一障碍的新方法。Bloc Power是一家总部位于布鲁克林的初创公司，该公司专门从事大型城市建筑的能源改造，专注于将多户建筑从化石燃料供暖转换为可再生能源热泵。
Bloc Power从2014年开始与费城合作，参与费城能源局牵头的多户住宅试点项目。该公司还计划推出Bloc Maps Philly，这是一款软件工具，可以帮助城市规划者和个人业主对通过安装气源热泵和其他系统(如太阳能微电网)减少排放和能源账单的潜力进行建模。
Bloc Power管理项目的每个阶段，从设计到安装，并为建筑物所有者提供租赁系统的选择。该公司使用算法来估计一栋建筑的潜在节能效果，然后利用预计的节能效果从纽约绿色银行和高盛等机构获得融资。它要证明，投资者可以从城市“低碳”投资中获得稳定的长期回报。
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