恒有源科技發展集團（微信號：HYYESSTD）專(zhuan)注於淺層地能作為建築物(wu)供(gong)熱的替(ti)代能源的科研、開發和推廣。致(zhi)力於原(yuan)創技術的產業化發展，實現為建築物(wu)無燃(ran)燒供(gong)熱，大力發展地能熱冷(ling)一體化新興產業。

    在可再(zai)生能源的大家庭中，地熱能一直以來都無法與風能和太陽(yang)能的受歡迎(ying)程度相提並論。地熱發電作為一種有效的替(ti)代能源，其價(jia)值始(shi)終(zhong)被人忽(hu)視(shi)。

    不過，地熱資源的利用由來已久：自古羅(luo)馬人把沐浴(yu)作為日常生活的一部分後，在由地震活動所造成的地質裂痕而滲透(tou)出(chu)的滾熱地下水和蒸汽處沐浴(yu)，逐(zhu)漸成為歐洲國家的一種潮流；在地球的另一端，位於火山地震帶群島上的溫(wen)泉自日本平(ping)安(an)時代起(qi)已風靡至(zhi)今。

    如今在全(quan)球範圍(wei)內，諸如冰島、菲律賓、哥(ge)斯達黎(li)加和新西(xi)蘭等，這些橫(heng)跨(kua)地震帶或擁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，美國擁有著全(quan)球最大的地熱發電裝機容量(liang)——340萬千瓦。然而由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(ju)大投資，其地熱發電規模(mo)僅僅占(zhan)發電總量(liang)的0.4%。

    盡管現狀堪(kan)憂，但地熱能的優(you)勢(shi)還是十(shi)分明(ming)顯的。地熱能可謂當之無愧(kui)的清潔能源，其碳(tan)排放是所有能源中最少的；不會受天氣因(yin)素的影響，也不因(yin)日落等出(chu)現周期性變化；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。最重要的還是地熱能的使用相當於是免費(fei)的。

    地熱能發展的短板(ban)在於缺少政策支持(chi)。以美國為例，在過去5年間，美國政府通過財(cai)政撥款與減免稅收相結合(he)的方式在清潔能源領域投入了近(jin)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(ran)料(liao)新技術中；另外1/6用於生物(wu)燃(ran)料(liao)補貼(tie)；餘下的1/3用於各(ge)種形(xing)式的可再(zai)生能源發電。在美國能源部2014年的預算中，太陽(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，地熱能大約隻拿到了美國政府總資助的1/30，這包括：研究撥款、對等資金、稅收減免等。政府的資助主要都用於風能和太陽(yang)能領域。

    當然也有不同聲音指出(chu)，地熱項目發展的最大阻礙並非(fei)是政府的“吝嗇”。在擁有活火山的地區，地熱資源輕而易(yi)得(de)，唯(wei)一的問題是你(ni)要不要用它，政府的資助反而無關緊要。但是在其他地方，你(ni)要向地下挖掘足夠的深度才(cai)能得(de)到大量(liang)可用的地熱能。可以肯(ken)定的是，在沒有溫(wen)泉的區域挖掘深井，勘測和挖掘的成本往往很高。此外，哪怕(pa)挖掘深度已經足夠，開采者也沒有什(shi)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讓(rang)地熱能研究邁(mai)出(chu)了重要的一步(bu)。這就是頁岩油(you)氣開采所用的水力壓裂技術。我們都知道，頁岩層中的油(you)氣資源跟脈岩緊密地結合(he)在一起(qi)，以至(zhi)於原(yuan)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，釋放被束縛的原(yuan)油(you)。

    可以說水力壓裂技術是增(zeng)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(tan)、破碎，把水注入熱岩孔(kong)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，開采人員現在要在基岩下方挖掘兩口幾(ji)千米深的井，再(zai)用高壓水或爆破方式打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(de)到加熱的水同時會進入到另一口井中。由於氣壓差的存在，水汽會一直向上運動，產生的蒸汽就會推動汽輪機發電。

    美國麻(ma)省(sheng)理工學院（MIT）的科學家利用了多年時間來探(tan)測增(zeng)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(zhi)少可以建造出(chu)1億千瓦發電量(liang)的地熱發電裝置(zhi)。在全(quan)球範圍(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，足夠全(quan)球在當前用電情況下使用數千年。

    值得(de)注意的是，增(zeng)強型地熱係統需要挖掘的鑽井保持(chi)足夠的深度，這是因(yin)為地熱發電的熱能效率受到達地麵水汽的溫(wen)度影響很大。地熱溫(wen)度要達到150℃或者更高，才(cai)足以產生滿足使用的蒸汽來轉(zhuan)動汽輪發電機。除了那些地殼板(ban)塊(kuai)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，要得(de)到足夠的蒸汽，就不得(de)不把井向下挖掘數千米。

    目前來看，足夠深的鑽井還是比較少見(jian)的，最深的鑽井也僅為12.3千米，而這樣所產生的蒸汽質量(liang)跟用化石燃(ran)料(liao)加熱鍋(guo)爐產生的蒸汽根本無法比較。也就是說，地熱能發電的熱能效率最佳情況也就達到23%，隻有火電廠效率的一半。

    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(fei)的，維護成本少，造成的環境(jing)問題也少，所以運營成本很低。通常，地熱電站(zhan)生產1千瓦時的電能花(hua)費(fei)5美分，這跟燃(ran)煤(mei)發電相當，而風能發電需要8美分，太陽(yang)能發電需要13美分。

    不同於風能和太陽(yang)能，地熱電站(zhan)可以夜(ye)以繼(ji)日、年複一年地發電。地熱電站(zhan)的平(ping)均(jun)利用率為73%，有些地熱電站(zhan)的利用率甚至(zhi)高達96%。太陽(yang)能電池板(ban)的平(ping)均(jun)利用率還不到12%，風電的利用率也就是23%。在很多方麵，地熱電站(zhan)跟核電站(zhan)很相似，核電站(zhan)的利用率為90%，但地熱電站(zhan)占(zhan)地很小，且沒有輻射和廢物(wu)處理問題。

    同時，發電站(zhan)未來需要更加靈活的電能供(gong)應，要求(qiu)電能既可以快(kuai)速地增(zeng)加供(gong)應也可以快(kuai)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，或是任一種負荷供(gong)電。即可以以最低發電量(liang)一直向外供(gong)電，也可以在白天甚至(zhi)在清晨跟蹤負荷變化改變發電量(liang)，甚至(zhi)可以作為“峰值電廠”向突然出(chu)現的負荷峰值快(kuai)速增(zeng)發供(gong)電。

    地熱能展現出(chu)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(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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