恒有源科技發展集團（微信號：HYYESSTD）專注於淺層地能作為建(jian)築物供(gong)熱的替代能源的科研、開發和推廣。致力於原創技術的產業化發展，實現(xian)為建(jian)築物無燃(ran)燒供(gong)熱，大力發展地能熱冷一體化新興產業。

    在可再(zai)生能源的大家庭(ting)中，地熱能一直(zhi)以來都無法與風能和太(tai)陽能的受歡迎程度相提並論。地熱發電作為一種(zhong)有效(xiao)的替代能源，其價(jia)值始終被人忽視。

    不過，地熱資源的利(li)用由(you)來已久：自古羅(luo)馬人把沐浴作為日(ri)常生活的一部分後，在由(you)地震活動所造(zao)成的地質(zhi)裂(lie)痕而(er)滲透(tou)出的滾(gun)熱地下水和蒸汽處沐浴，逐漸成為歐洲(zhou)國家的一種(zhong)潮(chao)流；在地球(qiu)的另一端(duan)，位(wei)於火山地震帶群島上的溫(wen)泉自日(ri)本平(ping)安時代起已風靡至今(jin)。

    如今(jin)在全(quan)球(qiu)範圍內，諸如冰島、菲律賓、哥斯達(da)黎加和新西蘭(lan)等，這些(xie)橫跨(kua)地震帶或擁有活火山的國家一直(zhi)在從(cong)地熱資源中獲取部分熱能和電能。此外，美國擁有著全(quan)球(qiu)最大的地熱發電裝(zhuang)機容量——340萬千瓦。然而(er)由(you)於美國坐擁豐富的煤(mei)炭(tan)和油(you)氣資源，在水電和核電方麵也有巨大投資，其地熱發電規模(mo)僅僅占發電總量的0.4%。

    盡管現(xian)狀堪憂，但地熱能的優勢(shi)還是十分明(ming)顯(xian)的。地熱能可謂當(dang)之無愧(kui)的清潔能源，其碳排(pai)放是所有能源中最少的；不會受天氣因素的影響(xiang)，也不因日(ri)落(luo)等出現(xian)周期(qi)性變化；在生產過程中資源損耗極(ji)低，且地熱能幾乎是用之不盡的。最重要(yao)的還是地熱能的使用相當(dang)於是免費(fei)的。

    地熱能發展的短板(ban)在於缺少政策(ce)支持。以美國為例，在過去5年間，美國政府通過財政撥款與減免稅收相結合的方式在清潔能源領(ling)域(yu)投入了(liao)近(jin)1500億美元。其中1/2用於電動汽車、高性能電池、高速鐵路、配電係統、核能以及化石燃(ran)料新技術中；另外1/6用於生物燃(ran)料補貼；餘下的1/3用於各(ge)種(zhong)形式的可再(zai)生能源發電。在美國能源部2014年的預算中，太(tai)陽能方麵的研究達(da)到2億5700萬美元，而(er)地熱能隻有4500萬美元。總之，地熱能大約隻拿(na)到了(liao)美國政府總資助(zhu)的1/30，這包括：研究撥款、對等資金、稅收減免等。政府的資助(zhu)主(zhu)要(yao)都用於風能和太(tai)陽能領(ling)域(yu)。

    當(dang)然也有不同聲(sheng)音(yin)指出，地熱項目發展的最大阻礙並非是政府的“吝嗇”。在擁有活火山的地區，地熱資源輕而(er)易(yi)得，唯一的問題是你要(yao)不要(yao)用它(ta)，政府的資助(zhu)反而(er)無關緊要(yao)。但是在其他地方，你要(yao)向地下挖(wa)掘足(zu)夠的深度才能得到大量可用的地熱能。可以肯定的是，在沒(mei)有溫(wen)泉的區域(yu)挖(wa)掘深井，勘(kan)測和挖(wa)掘的成本往往很高。此外，哪(na)怕挖(wa)掘深度已經足(zu)夠，開采(cai)者也沒(mei)有什(shi)麼(me)更好(hao)的方法從(cong)地下提取出地熱能。

    目前，來自石油(you)和天然氣行業的幫(bang)助(zhu)讓地熱能研究邁出了(liao)重要(yao)的一步(bu)。這就是頁岩油(you)氣開采(cai)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(gen)脈岩緊密地結合在一起，以至於原油(you)不會自行噴湧而(er)出，將水注入到頁岩層中，利(li)用高壓的水擊碎脈岩，釋放被束縛的原油(you)。

    可以說水力壓裂(lie)技術是增強型地熱係統（EGS）的有力支撐。該係統是對地下“熱岩”進行深層鑽探、破碎，把水注入熱岩孔隙中。水被加熱，產生蒸汽，通過人工手(shou)段進行蒸汽發電。簡單來說，開采(cai)人員現(xian)在要(yao)在基岩下方挖(wa)掘兩口(kou)幾千米深的井，再(zai)用高壓水或爆破方式打碎兩口(kou)井之間的脈岩，開采(cai)過程中將水注入到其中一口(kou)井中，得到加熱的水同時會進入到另一口(kou)井中。由(you)於氣壓差(cha)的存在，水汽會一直(zhi)向上運(yun)動，產生的蒸汽就會推動汽輪機發電。

    美國麻省理工學院（MIT）的科學家利(li)用了(liao)多年時間來探測增強型地熱係統的潛力。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年至少可以建(jian)造(zao)出1億千瓦發電量的地熱發電裝(zhuang)置。在全(quan)球(qiu)範圍內，可利(li)用的地熱能資源超(chao)過200 zettajoules（1ZJ=1021焦耳）。通過進一步(bu)的研究，科學家預計，可利(li)用地熱能是此前估計的10多倍，足(zu)夠全(quan)球(qiu)在當(dang)前用電情(qing)況下使用數千年。

    值得注意的是，增強型地熱係統需要(yao)挖(wa)掘的鑽井保持足(zu)夠的深度，這是因為地熱發電的熱能效(xiao)率受到達(da)地麵水汽的溫(wen)度影響(xiang)很大。地熱溫(wen)度要(yao)達(da)到150℃或者更高，才足(zu)以產生滿足(zu)使用的蒸汽來轉動汽輪發電機。除(chu)了(liao)那些(xie)地殼板(ban)塊(kuai)交接(jie)的地帶，每下降1千米深度，母岩的溫(wen)度就會上升25-30℃。這意味著，要(yao)得到足(zu)夠的蒸汽，就不得不把井向下挖(wa)掘數千米。

    目前來看，足(zu)夠深的鑽井還是比較(jiao)少見的，最深的鑽井也僅為12.3千米，而(er)這樣所產生的蒸汽質(zhi)量跟(gen)用化石燃(ran)料加熱鍋(guo)爐產生的蒸汽根本無法比較(jiao)。也就是說，地熱能發電的熱能效(xiao)率最佳情(qing)況也就達(da)到23%，隻有火電廠效(xiao)率的一半。

    但這並不意味著地熱發電沒(mei)有競爭力。由(you)於地熱能基本上是免費(fei)的，維護成本少，造(zao)成的環境問題也少，所以運(yun)營成本很低。通常，地熱電站(zhan)生產1千瓦時的電能花費(fei)5美分，這跟(gen)燃(ran)煤(mei)發電相當(dang)，而(er)風能發電需要(yao)8美分，太(tai)陽能發電需要(yao)13美分。

    不同於風能和太(tai)陽能，地熱電站(zhan)可以夜以繼日(ri)、年複(fu)一年地發電。地熱電站(zhan)的平(ping)均利(li)用率為73%，有些(xie)地熱電站(zhan)的利(li)用率甚至高達(da)96%。太(tai)陽能電池板(ban)的平(ping)均利(li)用率還不到12%，風電的利(li)用率也就是23%。在很多方麵，地熱電站(zhan)跟(gen)核電站(zhan)很相似(si)，核電站(zhan)的利(li)用率為90%，但地熱電站(zhan)占地很小，且沒(mei)有輻射和廢物處理問題。

    同時，發電站(zhan)未來需要(yao)更加靈活的電能供(gong)應，要(yao)求電能既可以快速地增加供(gong)應也可以快速地減少供(gong)應。地熱能既可以向基本負荷供(gong)電，也可以向變化的負荷供(gong)電，或是任(ren)一種(zhong)負荷供(gong)電。即可以以最低發電量一直(zhi)向外供(gong)電，也可以在白(bai)天甚至在清晨跟(gen)蹤負荷變化改變發電量，甚至可以作為“峰值電廠”向突然出現(xian)的負荷峰值快速增發供(gong)電。

    地熱能展現(xian)出了(liao)作為備用能源更廉價(jia)、更清潔、更可靠、更高效(xiao)的一麵，也展現(xian)了(liao)向發電站(zhan)提供(gong)所需的靈活供(gong)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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