恒有源科技發展集團（微信號：HYYESSTD）專注於淺層地能作為建築物供熱的替(ti)代能源的科研、開發和推廣。致力於原創技術的產業化發展，實現為建築物無(wu)燃燒(shao)供熱，大力發展地能熱冷一體化新興(xing)產業。

    在可再生能源的大家庭(ting)中，地熱能一直(zhi)以來都無(wu)法與風能和太陽能的受歡迎程度相提並論。地熱發電作為一種有效的替(ti)代能源，其價值始終被人忽(hu)視。

    不過，地熱資源的利用由(you)來已(yi)久：自古羅馬人把沐浴(yu)作為日常生活的一部分後(hou)，在由(you)地震活動所造(zao)成的地質(zhi)裂(lie)痕(hen)而滲透(tou)出(chu)的滾(gun)熱地下水和蒸汽處(chu)沐浴(yu)，逐漸(jian)成為歐洲國家的一種潮流(liu)；在地球的另一端(duan)，位(wei)於火山(shan)地震帶群島上的溫泉(quan)自日本平(ping)安時代起(qi)已(yi)風靡至(zhi)今(jin)。

    如今(jin)在全球範(fan)圍內，諸如冰島、菲律賓、哥斯達(da)黎加和新西(xi)蘭等，這些橫(heng)跨(kua)地震帶或擁有活火山(shan)的國家一直(zhi)在從(cong)地熱資源中獲(huo)取部分熱能和電能。此外，美國擁有著全球最(zui)大的地熱發電裝(zhuang)機容量——340萬千瓦。然而由(you)於美國坐(zuo)擁豐富的煤炭(tan)和油(you)氣資源，在水電和核電方麵也有巨(ju)大投資，其地熱發電規模僅僅占發電總量的0.4%。

    盡管(guan)現狀堪憂，但(dan)地熱能的優勢還(huai)是十分明顯的。地熱能可謂當之無(wu)愧的清潔能源，其碳(tan)排放是所有能源中最(zui)少的；不會受天氣因素的影響，也不因日落等出(chu)現周期性變化；在生產過程中資源損耗極(ji)低，且地熱能幾(ji)乎是用之不盡的。最(zui)重(zhong)要的還(huai)是地熱能的使用相當於是免費的。

    地熱能發展的短板在於缺少政策支持。以美國為例，在過去5年間，美國政府(fu)通過財(cai)政撥款與減免稅收相結(jie)合(he)的方式在清潔能源領(ling)域投入了近1500億美元。其中1/2用於電動汽車(che)、高性能電池、高速鐵路、配電係統、核能以及(ji)化石燃料(liao)新技術中；另外1/6用於生物燃料(liao)補貼；餘下的1/3用於各種形式的可再生能源發電。在美國能源部2014年的預算中，太陽能方麵的研究達(da)到2億5700萬美元，而地熱能隻有4500萬美元。總之，地熱能大約隻拿到了美國政府(fu)總資助的1/30，這包括：研究撥款、對等資金、稅收減免等。政府(fu)的資助主要都用於風能和太陽能領(ling)域。

    當然也有不同聲音(yin)指(zhi)出(chu)，地熱項(xiang)目發展的最(zui)大阻(zu)礙並非是政府(fu)的“吝嗇”。在擁有活火山(shan)的地區，地熱資源輕而易(yi)得(de)，唯一的問題是你要不要用它，政府(fu)的資助反而無(wu)關緊(jin)要。但(dan)是在其他地方，你要向(xiang)地下挖掘足夠的深度才(cai)能得(de)到大量可用的地熱能。可以肯(ken)定的是，在沒有溫泉(quan)的區域挖掘深井，勘測和挖掘的成本往往很高。此外，哪怕挖掘深度已(yi)經足夠，開采者也沒有什麼(me)更好的方法從(cong)地下提取出(chu)地熱能。

    目前，來自石油(you)和天然氣行業的幫助讓地熱能研究邁(mai)出(chu)了重(zhong)要的一步。這就是頁岩油(you)氣開采所用的水力壓裂(lie)技術。我們都知道，頁岩層中的油(you)氣資源跟脈岩緊(jin)密地結(jie)合(he)在一起(qi)，以至(zhi)於原油(you)不會自行噴湧而出(chu)，將水注入到頁岩層中，利用高壓的水擊碎脈岩，釋(shi)放被束縛的原油(you)。

    可以說水力壓裂(lie)技術是增強型(xing)地熱係統（EGS）的有力支撐。該係統是對地下“熱岩”進行深層鑽探(tan)、破碎，把水注入熱岩孔隙中。水被加熱，產生蒸汽，通過人工手段(duan)進行蒸汽發電。簡單來說，開采人員現在要在基岩下方挖掘兩口(kou)幾(ji)千米深的井，再用高壓水或爆(bao)破方式打碎兩口(kou)井之間的脈岩，開采過程中將水注入到其中一口(kou)井中，得(de)到加熱的水同時會進入到另一口(kou)井中。由(you)於氣壓差的存在，水汽會一直(zhi)向(xiang)上運動，產生的蒸汽就會推動汽輪(lun)機發電。

    美國麻省理工學院（MIT）的科學家利用了多年時間來探(tan)測增強型(xing)地熱係統的潛力。科學家預計，如果在美國未來15年內投入10億美元用於研究和發展，到2050年至(zhi)少可以建造(zao)出(chu)1億千瓦發電量的地熱發電裝(zhuang)置。在全球範(fan)圍內，可利用的地熱能資源超(chao)過200 zettajoules（1ZJ=1021焦耳）。通過進一步的研究，科學家預計，可利用地熱能是此前估計的10多倍，足夠全球在當前用電情(qing)況下使用數千年。

    值得(de)注意的是，增強型(xing)地熱係統需要挖掘的鑽井保持足夠的深度，這是因為地熱發電的熱能效率受到達(da)地麵水汽的溫度影響很大。地熱溫度要達(da)到150℃或者更高，才(cai)足以產生滿足使用的蒸汽來轉動汽輪(lun)發電機。除了那(na)些地殼板塊交接(jie)的地帶，每下降1千米深度，母岩的溫度就會上升25-30℃。這意味著，要得(de)到足夠的蒸汽，就不得(de)不把井向(xiang)下挖掘數千米。

    目前來看，足夠深的鑽井還(huai)是比較少見的，最(zui)深的鑽井也僅為12.3千米，而這樣所產生的蒸汽質(zhi)量跟用化石燃料(liao)加熱鍋(guo)爐產生的蒸汽根本無(wu)法比較。也就是說，地熱能發電的熱能效率最(zui)佳情(qing)況也就達(da)到23%，隻有火電廠效率的一半(ban)。

    但(dan)這並不意味著地熱發電沒有競爭力。由(you)於地熱能基本上是免費的，維護成本少，造(zao)成的環境問題也少，所以運營(ying)成本很低。通常，地熱電站生產1千瓦時的電能花費5美分，這跟燃煤發電相當，而風能發電需要8美分，太陽能發電需要13美分。

    不同於風能和太陽能，地熱電站可以夜以繼(ji)日、年複(fu)一年地發電。地熱電站的平(ping)均(jun)利用率為73%，有些地熱電站的利用率甚(shen)至(zhi)高達(da)96%。太陽能電池板的平(ping)均(jun)利用率還(huai)不到12%，風電的利用率也就是23%。在很多方麵，地熱電站跟核電站很相似，核電站的利用率為90%，但(dan)地熱電站占地很小，且沒有輻(fu)射和廢物處(chu)理問題。

    同時，發電站未來需要更加靈活的電能供應，要求電能既可以快(kuai)速地增加供應也可以快(kuai)速地減少供應。地熱能既可以向(xiang)基本負荷供電，也可以向(xiang)變化的負荷供電，或是任一種負荷供電。即(ji)可以以最(zui)低發電量一直(zhi)向(xiang)外供電，也可以在白(bai)天甚(shen)至(zhi)在清晨(chen)跟蹤負荷變化改變發電量，甚(shen)至(zhi)可以作為“峰值電廠”向(xiang)突然出(chu)現的負荷峰值快(kuai)速增發供電。

    地熱能展現出(chu)了作為備用能源更廉價、更清潔、更可靠、更高效的一麵，也展現了向(xiang)發電站提供所需的靈活供電方式。（來源：《The Economist》，文章有刪節、標題有改動）

來源_中國能源報

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