恒有源科技發展集團（微信號：HYYESSTD）專注於淺(qian)層地能作為建(jian)築物(wu)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(wu)無燃燒供(gong)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中，地熱能一直以來都無法與風能和太(tai)陽能的受歡迎(ying)程度相提並論。地熱發電作為一種有效的替代能源，其價值始(shi)終被人(ren)忽視(shi)。

    不過，地熱資源的利(li)用由(you)來已久：自古羅馬人(ren)把(ba)沐浴(yu)作為日常生活的一部分後(hou)，在由(you)地震(zhen)活動所造成的地質裂(lie)痕而滲透出(chu)的滾熱地下水和蒸汽處沐浴(yu)，逐漸成為歐洲國家的一種潮流；在地球(qiu)的另一端，位於火山地震(zhen)帶群島上的溫(wen)泉自日本平(ping)安時代起(qi)已風靡至今(jin)。

    如今(jin)在全球(qiu)範圍(wei)內，諸如冰島、菲律賓、哥(ge)斯達黎加和新西蘭等，這些(xie)橫跨地震(zhen)帶或擁(yong)有活火山的國家一直在從地熱資源中獲取部分熱能和電能。此外，美國擁(yong)有著全球(qiu)最大的地熱發電裝機容量——340萬千瓦。然而由(you)於美國坐擁(yong)豐富(fu)的煤炭和油(you)氣資源，在水電和核電方麵也有巨大投資，其地熱發電規模僅僅占(zhan)發電總量的0.4%。

    盡管現(xian)狀(zhuang)堪憂，但地熱能的優勢還是十(shi)分明(ming)顯(xian)的。地熱能可謂當(dang)之無愧的清潔能源，其碳排(pai)放是所有能源中最少的；不會受天氣因素的影響(xiang)，也不因日落(luo)等出(chu)現(xian)周期性變化；在生產過程中資源損耗極低，且地熱能幾(ji)乎是用之不盡的。最重(zhong)要的還是地熱能的使(shi)用相當(dang)於是免費的。

    地熱能發展的短板在於缺少政(zheng)策(ce)支持。以美國為例，在過去5年間，美國政(zheng)府通過財政(zheng)撥款與減免稅收相結合(he)的方式在清潔能源領域(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(ji)化石燃料新技術中；另外1/6用於生物(wu)燃料補(bu)貼；餘下的1/3用於各種形(xing)式的可再生能源發電。在美國能源部2014年的預算中，太(tai)陽能方麵的研究達到2億5700萬美元，而地熱能隻(zhi)有4500萬美元。總之，地熱能大約隻(zhi)拿到了美國政(zheng)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(zheng)府的資助(zhu)主要都用於風能和太(tai)陽能領域(yu)。

    當(dang)然也有不同聲(sheng)音指(zhi)出(chu)，地熱項目發展的最大阻(zu)礙(ai)並非是政(zheng)府的“吝嗇”。在擁(yong)有活火山的地區，地熱資源輕而易得，唯(wei)一的問題是你要不要用它，政(zheng)府的資助(zhu)反(fan)而無關緊要。但是在其他地方，你要向地下挖掘足(zu)夠的深度才(cai)能得到大量可用的地熱能。可以肯定的是，在沒有溫(wen)泉的區域(yu)挖掘深井，勘(kan)測和挖掘的成本往(wang)往(wang)很高。此外，哪怕挖掘深度已經足(zu)夠，開采者也沒有什麼更好的方法從地下提取出(chu)地熱能。

    目前，來自石油(you)和天然氣行業的幫助(zhu)讓(rang)地熱能研究邁出(chu)了重(zhong)要的一步。這就是頁岩油(you)氣開采所用的水力壓(ya)裂(lie)技術。我們都知道，頁岩層中的油(you)氣資源跟脈岩緊密(mi)地結合(he)在一起(qi)，以至於原油(you)不會自行噴(pen)湧而出(chu)，將水注入到頁岩層中，利(li)用高壓(ya)的水擊碎脈岩，釋放被束縛的原油(you)。

    可以說水力壓(ya)裂(lie)技術是增強型(xing)地熱係統（EGS）的有力支撐。該(gai)係統是對地下“熱岩”進行深層鑽(zuan)探、破碎，把(ba)水注入熱岩孔隙中。水被加熱，產生蒸汽，通過人(ren)工手段進行蒸汽發電。簡單來說，開采人(ren)員現(xian)在要在基(ji)岩下方挖掘兩口幾(ji)千米深的井，再用高壓(ya)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(you)於氣壓(ya)差的存在，水汽會一直向上運(yun)動，產生的蒸汽就會推動汽輪機發電。

    美國麻(ma)省理工學院（MIT）的科學家利(li)用了多年時間來探測增強型(xing)地熱係統的潛(qian)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年至少可以建(jian)造出(chu)1億千瓦發電量的地熱發電裝置(zhi)。在全球(qiu)範圍(wei)內，可利(li)用的地熱能資源超過200 zettajoules（1ZJ=1021焦耳）。通過進一步的研究，科學家預計，可利(li)用地熱能是此前估(gu)計的10多倍，足(zu)夠全球(qiu)在當(dang)前用電情況(kuang)下使(shi)用數千年。

    值得注意的是，增強型(xing)地熱係統需(xu)要挖掘的鑽(zuan)井保持足(zu)夠的深度，這是因為地熱發電的熱能效率受到達地麵水汽的溫(wen)度影響(xiang)很大。地熱溫(wen)度要達到150℃或者更高，才(cai)足(zu)以產生滿足(zu)使(shi)用的蒸汽來轉動汽輪發電機。除(chu)了那(na)些(xie)地殼(ke)板塊(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，要得到足(zu)夠的蒸汽，就不得不把(ba)井向下挖掘數千米。

    目前來看，足(zu)夠深的鑽(zuan)井還是比(bi)較少見(jian)的，最深的鑽(zuan)井也僅為12.3千米，而這樣(yang)所產生的蒸汽質量跟用化石燃料加熱鍋(guo)爐產生的蒸汽根本無法比(bi)較。也就是說，地熱能發電的熱能效率最佳情況(kuang)也就達到23%，隻(zhi)有火電廠效率的一半。

    但這並不意味著地熱發電沒有競(jing)爭力。由(you)於地熱能基(ji)本上是免費的，維護成本少，造成的環境問題也少，所以運(yun)營(ying)成本很低。通常，地熱電站生產1千瓦時的電能花(hua)費5美分，這跟燃煤發電相當(dang)，而風能發電需(xu)要8美分，太(tai)陽能發電需(xu)要13美分。

    不同於風能和太(tai)陽能，地熱電站可以夜以繼日、年複一年地發電。地熱電站的平(ping)均利(li)用率為73%，有些(xie)地熱電站的利(li)用率甚至高達96%。太(tai)陽能電池板的平(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，地熱電站跟核電站很相似，核電站的利(li)用率為90%，但地熱電站占(zhan)地很小，且沒有輻射和廢(fei)物(wu)處理問題。

    同時，發電站未來需(xu)要更加靈(ling)活的電能供(gong)應，要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(ji)本負荷供(gong)電，也可以向變化的負荷供(gong)電，或是任一種負荷供(gong)電。即可以以最低發電量一直向外供(gong)電，也可以在白天甚至在清晨跟蹤(zong)負荷變化改變發電量，甚至可以作為“峰值電廠”向突(tu)然出(chu)現(xian)的負荷峰值快速增發供(gong)電。

    地熱能展現(xian)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(xian)了向發電站提供(gong)所需(xu)的靈(ling)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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