恒有源科技發展集團（微信號：HYYESSTD）專注於淺(qian)層(ceng)地能作為建築(zhu)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，實現為建築(zhu)物無(wu)燃燒供(gong)熱，大(da)力發展地能熱冷一體化新興產業。

    在可再生能源的大(da)家庭(ting)中，地熱能一直(zhi)以來都無(wu)法與風能和太(tai)陽(yang)能的受歡迎程度相提並論。地熱發電作為一種有效的替代能源，其價(jia)值始終被人忽視(shi)。

    不過，地熱資源的利用由來已久(jiu)：自古(gu)羅(luo)馬人把沐浴(yu)作為日(ri)常生活的一部分後(hou)，在由地震活動所造成的地質裂(lie)痕(hen)而滲透出的滾熱地下水和蒸汽處(chu)沐浴(yu)，逐漸成為歐(ou)洲國家的一種潮流；在地球的另一端，位(wei)於火山地震帶群島上的溫(wen)泉(quan)自日(ri)本平安時代起已風靡(mi)至(zhi)今(jin)。

    如今(jin)在全(quan)球範(fan)圍(wei)內，諸如冰島、菲律賓、哥斯達黎(li)加和新西蘭等，這些橫跨地震帶或擁有活火山的國家一直(zhi)在從地熱資源中獲取部分熱能和電能。此外，美國擁有著全(quan)球最大(da)的地熱發電裝機容量——340萬千瓦。然而由於美國坐(zuo)擁豐(feng)富的煤(mei)炭(tan)和油氣資源，在水電和核電方麵也有巨大(da)投資，其地熱發電規(gui)模僅僅占(zhan)發電總量的0.4%。

    盡管(guan)現狀堪憂(you)，但地熱能的優勢還是十(shi)分明顯(xian)的。地熱能可謂(wei)當之無(wu)愧的清潔能源，其碳排(pai)放是所有能源中最少的；不會受天氣因素的影響，也不因日(ri)落等出現周期性變(bian)化；在生產過程中資源損耗極低(di)，且地熱能幾(ji)乎是用之不盡的。最重要(yao)的還是地熱能的使用相當於是免費的。

    地熱能發展的短板(ban)在於缺(que)少政(zheng)策支持。以美國為例，在過去5年間，美國政(zheng)府通過財(cai)政(zheng)撥款與減免稅收相結合的方式在清潔能源領(ling)域(yu)投入了近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、核能以及化石燃料(liao)新技術中；另外1/6用於生物燃料(liao)補貼(tie)；餘下的1/3用於各(ge)種形式的可再生能源發電。在美國能源部2014年的預算中，太(tai)陽(yang)能方麵的研究達到2億5700萬美元，而地熱能隻有4500萬美元。總之，地熱能大(da)約隻拿到了美國政(zheng)府總資助的1/30，這包括：研究撥款、對等資金、稅收減免等。政(zheng)府的資助主(zhu)要(yao)都用於風能和太(tai)陽(yang)能領(ling)域(yu)。

    當然也有不同聲(sheng)音指(zhi)出，地熱項目發展的最大(da)阻礙並非是政(zheng)府的“吝嗇”。在擁有活火山的地區，地熱資源輕而易(yi)得，唯一的問(wen)題是你(ni)要(yao)不要(yao)用它(ta)，政(zheng)府的資助反而無(wu)關緊要(yao)。但是在其他地方，你(ni)要(yao)向地下挖掘(jue)足(zu)夠(gou)的深度才能得到大(da)量可用的地熱能。可以肯定的是，在沒有溫(wen)泉(quan)的區域(yu)挖掘(jue)深井，勘(kan)測和挖掘(jue)的成本往往很高。此外，哪怕(pa)挖掘(jue)深度已經(jing)足(zu)夠(gou)，開采者也沒有什麼更好的方法從地下提取出地熱能。

    目前，來自石油和天然氣行業的幫(bang)助讓地熱能研究邁(mai)出了重要(yao)的一步(bu)。這就是頁岩油氣開采所用的水力壓裂(lie)技術。我們都知道，頁岩層(ceng)中的油氣資源跟(gen)脈岩緊密地結合在一起，以至(zhi)於原油不會自行噴(pen)湧(yong)而出，將水注入到頁岩層(ceng)中，利用高壓的水擊碎脈岩，釋放被束縛(fu)的原油。

    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(gai)係統是對地下“熱岩”進行深層(ceng)鑽探、破碎，把水注入熱岩孔隙中。水被加熱，產生蒸汽，通過人工手段進行蒸汽發電。簡單來說，開采人員現在要(yao)在基岩下方挖掘(jue)兩口幾(ji)千米深的井，再用高壓水或爆破方式打(da)碎兩口井之間的脈岩，開采過程中將水注入到其中一口井中，得到加熱的水同時會進入到另一口井中。由於氣壓差的存在，水汽會一直(zhi)向上運動，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測增強型地熱係統的潛力。科學家預計，如果(guo)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)少可以建造出1億千瓦發電量的地熱發電裝置。在全(quan)球範(fan)圍(wei)內，可利用的地熱能資源超過200 zettajoules（1ZJ=1021焦耳）。通過進一步(bu)的研究，科學家預計，可利用地熱能是此前估計的10多倍，足(zu)夠(gou)全(quan)球在當前用電情況(kuang)下使用數千年。

    值得注意的是，增強型地熱係統需要(yao)挖掘(jue)的鑽井保持足(zu)夠(gou)的深度，這是因為地熱發電的熱能效率(lv)受到達地麵水汽的溫(wen)度影響很大(da)。地熱溫(wen)度要(yao)達到150℃或者更高，才足(zu)以產生滿(man)足(zu)使用的蒸汽來轉動汽輪(lun)發電機。除了那些地殼板(ban)塊交接的地帶，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(gou)的蒸汽，就不得不把井向下挖掘(jue)數千米。

    目前來看，足(zu)夠(gou)深的鑽井還是比較少見的，最深的鑽井也僅為12.3千米，而這樣(yang)所產生的蒸汽質量跟(gen)用化石燃料(liao)加熱鍋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(lv)最佳情況(kuang)也就達到23%，隻有火電廠效率(lv)的一半(ban)。

    但這並不意味著地熱發電沒有競爭(zheng)力。由於地熱能基本上是免費的，維護成本少，造成的環境問(wen)題也少，所以運營成本很低(di)。通常，地熱電站生產1千瓦時的電能花費5美分，這跟(gen)燃煤(mei)發電相當，而風能發電需要(yao)8美分，太(tai)陽(yang)能發電需要(yao)13美分。

    不同於風能和太(tai)陽(yang)能，地熱電站可以夜(ye)以繼日(ri)、年複一年地發電。地熱電站的平均利用率(lv)為73%，有些地熱電站的利用率(lv)甚至(zhi)高達96%。太(tai)陽(yang)能電池板(ban)的平均利用率(lv)還不到12%，風電的利用率(lv)也就是23%。在很多方麵，地熱電站跟(gen)核電站很相似，核電站的利用率(lv)為90%，但地熱電站占(zhan)地很小，且沒有輻射和廢物處(chu)理問(wen)題。

    同時，發電站未來需要(yao)更加靈活的電能供(gong)應(ying)，要(yao)求電能既可以快(kuai)速地增加供(gong)應(ying)也可以快(kuai)速地減少供(gong)應(ying)。地熱能既可以向基本負(fu)荷供(gong)電，也可以向變(bian)化的負(fu)荷供(gong)電，或是任一種負(fu)荷供(gong)電。即可以以最低(di)發電量一直(zhi)向外供(gong)電，也可以在白(bai)天甚至(zhi)在清晨跟(gen)蹤負(fu)荷變(bian)化改變(bian)發電量，甚至(zhi)可以作為“峰值電廠”向突然出現的負(fu)荷峰值快(kuai)速增發供(gong)電。

    地熱能展現出了作為備用能源更廉價(jia)、更清潔、更可靠、更高效的一麵，也展現了向發電站提供(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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