荷兰的园艺技术研究和开发人员目前正在探索这样一个问题:如何将温室在夏季累积下来、且需要花费巨大成本来消除的多余热能储存起来,并在冬季再度加以利用。
解决该问题的一个可行设想是利用所谓的地下蓄水层,即在距地面大约50米深处的渗透性地层之间的含水区域。这一区域的地下水流速很低,因此可通过水泵将水回灌到这一区域,也可从此区域提取水源。这类蓄水层可通过打井获得。据一家荷兰企业称,在荷兰,这样的蓄水层几乎处处都有。
冷却屋顶获取热能
荷兰农业与食品新技术研究所(Agritechnology and Food In novations)的研究员扎特(H.F.de Zwart)在荷兰农业部的支持下对一个成本较低的方法进行了研究。根据他的研究,在荷兰普遍使用的用于温室屋顶降温的喷水系统(安装这样的一套喷水系统每平方米耗资大约1至2欧元)也适合于截取和储存剩余热能。从地下蓄水层抽取温度在8℃左右的冷水,在冷却过屋顶后,最高可被加热到18℃(视外界温度而定),然后经过雨水槽和雨水收集器回流。水所携带的热量通过热交换器向下输送到地下蓄水层的热端(过程见图)。若遇有供热需求,蓄水层热端的热水可通过水泵再次被提升至地表,再由热泵加热,温度最高可达45℃。同时,热交换器产生的5-6℃左右的冷水被输送回地下蓄水层的冷端。通过在一家凤梨科植物生产企业进行模拟模型分析和温室试验,扎特针对番茄生产做出了这样一个预测:即配备有低成本喷水降温设施和与之匹配的热交换器的生产企业通过上述节能方式,30% -40%的年热能需求可得到储存和再利用。根据试验数据,试验所用喷水降温设施每小时每平方米的流量为6升,每年每平方米可收集560兆焦耳的热量。
太阳能温室
荷兰农业与食品新技术研究所的科学家们与瓦赫宁根大学合作,对温室的运转能否完全不依靠化石能源这一课题进行了研究。该研究提出了“太阳能温室”(Zonnekas)的构想:温室仍然利用地下蓄水层将热能存储并加以再利用,另外,通过配合使用节能温室覆盖层可满足年能源基本需求的50%,所需的另一半能源(主要是用于水泵和特殊热交互技术的动力能源)则通过可持续性能源的转换来获得。实现该构想的一种办法是应用太阳能--电能转换装置。若采用这种办法,则每公顷温室面积需要大约6000平方米的太阳能集热器,成本过于高昂。科学家们所考虑的另一个更现实的办法是利用风能。采用此办法,每公顷温室则需要一个功率为300千瓦的风车。这两种办法均可将公共能源作为补充。第三种办法是利用生物能。采用这种办法,每公顷玻璃温室需要直接燃烧秸秆等生物废料。此办法只适用于粗放型农业领域。若一座温室果真做到仅依靠可持续性能源运转,则其对能源的需求必须极低。通过使用强隔热性和透光性兼具的温室覆盖层,温室的能源需求可减少大约一半。在太阳能温室项目中,一种目前价格过于高昂的三层薄膜和由荷兰农业与食品新技术研究所开发出的一种双层硬塑料朝这一方向迈出了可喜的一步。后者通过采用锯齿形状达到了与普通玻璃几乎一样好的透光性,目前该材料已经作为一种聚碳酸酯面板上市出售。此外,通过调节覆有抗反射涂层的绝热玻璃,可以形成一个具高度透光性的多层绝热系统。科学家们称,为了实现“太阳能温室”的构想,材料技术仍需改进。
变温室为能量源
荷兰玻璃温室创新基金会(Stichting Innovatie Glastuinbo uw)还提出了“变温室为能量源”的概念。此概念建立在上述技术的基础上。其基本思路是:在夏季,温室将其产生的多余热能供给住宅等耗能设施,这样一来,园艺场实质上便成为了住宅建设项目中的一个固定组成部分。该基金会在其网站上称,这是居住、生产和空间应用方面的一个新思路。若想实现此构想,则园艺企业与其能源供应对象间的距离必须尽可能地近。凭借这一概念,温室园艺业在人们心中的印象可能会发生重大改变:温室园艺企业将一改以往化石能源消耗者的形象,成为持久的能源供应者。荷兰玻璃温室创新基金会已经制定了一套完全以现有技术为基础的详尽计划。此外,该基金会还拟订了针对相关新技术的要求。“变温室为能量源”这一概念在2003年荣获了荷兰5个政府部门联合颁发的可持续性与创新奖。然而,部分公众对这一概念持批评态度,且相关政府部门拒绝给予资金支持。据荷兰玻璃温室创新基金会估算,为期2年的“变温室为能量源”的启动和规划项目需耗资280万欧元。