恒有源科技發展集團（微信號：HYYESSTD）專(zhuan)注(zhu)於淺(qian)層地能作為建築(zhu)物供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)為建築(zhu)物無燃(ran)燒供熱，大力發展地能熱冷(ling)一體化新興產業。

    在可再生能源的大家庭中，地熱能一直以來都無法與風(feng)能和太陽能的受歡(huan)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：自古(gu)羅馬人把(ba)沐浴作為日(ri)常生活(huo)的一部分後，在由地震活(huo)動所造成的地質裂痕而(er)滲(shen)透出的滾熱地下水和蒸汽處(chu)沐浴，逐漸成為歐洲國家的一種潮流；在地球的另一端(duan)，位(wei)於火山地震帶群(qun)島上的溫(wen)泉(quan)自日(ri)本平安(an)時代起已風(feng)靡至今(jin)。

    如今(jin)在全球範圍內，諸如冰島、菲律賓、哥斯達黎(li)加和新西蘭(lan)等，這些橫跨地震帶或擁有活(huo)火山的國家一直在從(cong)地熱資源中獲取部分熱能和電能。此外，美國擁有著全球最大的地熱發電裝(zhuang)機容量——340萬千瓦。然而(er)由於美國坐擁豐富的煤(mei)炭和油氣(qi)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(jin)僅(jin)占(zhan)發電總量的0.4%。

    盡管現(xian)狀堪(kan)憂，但地熱能的優勢還是十分明顯(xian)的。地熱能可謂當之無愧的清潔能源，其碳排(pai)放是所有能源中最少的；不會(hui)受天氣(qi)因素的影(ying)響(xiang)，也不因日(ri)落(luo)等出現(xian)周(zhou)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(fu)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域投入了近(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(liao)新技術中；另外1/6用於生物燃(ran)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，太陽能方麵的研究達到2億5700萬美元，而(er)地熱能隻有4500萬美元。總之，地熱能大約(yue)隻拿到了美國政(zheng)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(zheng)府(fu)的資助主要都用於風(feng)能和太陽能領域。

    當然也有不同聲音(yin)指(zhi)出，地熱項目發展的最大阻礙並非是政(zheng)府(fu)的“吝嗇”。在擁有活(huo)火山的地區，地熱資源輕(qing)而(er)易(yi)得(de)，唯一的問題是你要不要用它，政(zheng)府(fu)的資助反而(er)無關緊要。但是在其他地方，你要向(xiang)地下挖掘足夠(gou)的深度才能得(de)到大量可用的地熱能。可以肯定的是，在沒有溫(wen)泉(quan)的區域挖掘深井，勘(kan)測和挖掘的成本往(wang)往(wang)很高。此外，哪(na)怕挖掘深度已經(jing)足夠(gou)，開采者也沒有什麼(me)更好(hao)的方法從(cong)地下提取出地熱能。

    目前，來自石油和天然氣(qi)行業的幫(bang)助讓地熱能研究邁出了重要的一步。這就是頁岩油氣(qi)開采所用的水力壓裂技術。我們都知道，頁岩層中的油氣(qi)資源跟(gen)脈岩緊密地結合在一起，以至於原油不會(hui)自行噴(pen)湧(yong)而(er)出，將水注(zhu)入到頁岩層中，利用高壓的水擊(ji)碎脈岩，釋放被束(shu)縛的原油。

    可以說水力壓裂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(ba)水注(zhu)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，開采人員現(xian)在要在基岩下方挖掘兩口幾千米深的井，再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(zhu)入到其中一口井中，得(de)到加熱的水同時會(hui)進入到另一口井中。由於氣(qi)壓差(cha)的存在，水汽會(hui)一直向(xiang)上運動，產生的蒸汽就會(hui)推動汽輪機發電。

    美國麻(ma)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(qian)力。科學家預計，如果在美國未(wei)來15年內投入10億美元用於研究和發展，到2050年至少可以建造出1億千瓦發電量的地熱發電裝(zhuang)置。在全球範圍內，可利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，可利用地熱能是此前估計的10多倍，足夠(gou)全球在當前用電情(qing)況下使用數(shu)千年。

    值得(de)注(zhu)意的是，增強型地熱係統需要挖掘的鑽井保持足夠(gou)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(ying)響(xiang)很大。地熱溫(wen)度要達到150℃或者更高，才足以產生滿足使用的蒸汽來轉(zhuan)動汽輪發電機。除了那些地殼板塊(kuai)交接的地帶，每下降1千米深度，母岩的溫(wen)度就會(hui)上升25-30℃。這意味著，要得(de)到足夠(gou)的蒸汽，就不得(de)不把(ba)井向(xiang)下挖掘數(shu)千米。

    目前來看，足夠(gou)深的鑽井還是比較(jiao)少見(jian)的，最深的鑽井也僅(jin)為12.3千米，而(er)這樣所產生的蒸汽質量跟(gen)用化石燃(ran)料(liao)加熱鍋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率最佳情(qing)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力。由於地熱能基本上是免費(fei)的，維護成本少，造成的環境問題也少，所以運營成本很低。通常，地熱電站生產1千瓦時的電能花(hua)費(fei)5美分，這跟(gen)燃(ran)煤(mei)發電相當，而(er)風(feng)能發電需要8美分，太陽能發電需要13美分。

    不同於風(feng)能和太陽能，地熱電站可以夜以繼日(ri)、年複(fu)一年地發電。地熱電站的平均(jun)利用率為73%，有些地熱電站的利用率甚至高達96%。太陽能電池板的平均(jun)利用率還不到12%，風(feng)電的利用率也就是23%。在很多方麵，地熱電站跟(gen)核電站很相似，核電站的利用率為90%，但地熱電站占(zhan)地很小，且沒有輻射和廢(fei)物處(chu)理問題。

    同時，發電站未(wei)來需要更加靈(ling)活(huo)的電能供應(ying)，要求電能既可以快(kuai)速地增加供應(ying)也可以快(kuai)速地減少供應(ying)。地熱能既可以向(xiang)基本負荷(he)供電，也可以向(xiang)變化的負荷(he)供電，或是任一種負荷(he)供電。即可以以最低發電量一直向(xiang)外供電，也可以在白天甚至在清晨跟(gen)蹤負荷(he)變化改變發電量，甚至可以作為“峰值電廠”向(xiang)突然出現(xian)的負荷(he)峰值快(kuai)速增發供電。

    地熱能展現(xian)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(xian)了向(xiang)發電站提供所需的靈(ling)活(huo)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

/zh-cn/qwsy_content.php?id=392