地熱發(fā)電

地熱發(fā)電應給予充分重視并積極推進(jìn)

我國地熱發(fā)電方興未艾,發(fā)展雖然受到多方面因素的影響,但前景依然廣闊。地熱能在未來(lái)清潔能源發(fā)展中將占據重要地位,而且有望成為能源結構轉型的新方向。地熱相對其他能源而言起步較晚,但資源基礎雄厚,發(fā)展潛力巨大。特別是地熱發(fā)電,是地熱資源利用的高級階段,應給予充分重視并積極推進(jìn)。


我國地熱資源分布非常廣泛。因受地質(zhì)構造、巖漿活動(dòng)、地層巖性、水文地質(zhì)條件等因素的影響,總體分布不均勻,但具有明顯的規律性和地帶性,我國總體呈現“東高中低,西北低西南高”的熱流格局。


地熱能開(kāi)發(fā)利用:地熱發(fā)電-地大熱能



我國地熱資源多為中低溫地熱,主要分布在大型沉積盆地和造山帶的斷裂帶上。有利于發(fā)電高溫地熱主要分布在喜馬拉雅地熱帶上的西藏南部、云南西部、四川西部以及臺灣省。目前我國已發(fā)現高溫地熱系統200多處。

 

有數據顯示,西南地區的高溫地熱年可采資源量折合1800萬(wàn)噸標準煤,發(fā)電潛力7120兆瓦。其中,西藏高溫地熱資源量居全國之首,高于沸點(diǎn)的地熱顯示占全國的1/2,背景資源量達3.096×1018焦耳,可采資源量達2988兆瓦。

 

截至2015年底,世界上已有24個(gè)國家進(jìn)行地熱能發(fā)電上游開(kāi)發(fā),地熱電站約有250座。2015年世界水熱型地熱能發(fā)電裝機容量已達到1.26萬(wàn)兆瓦,與2010年相比增加了1700兆瓦,增長(cháng)達16%,增速還是比較快的。


我國地熱能發(fā)電始于20世紀70年代。1970年12月,第一臺中低溫地熱發(fā)電機組在廣東省豐順縣鄧屋發(fā)電成功。1977年9月,第一臺1兆瓦高溫地熱能發(fā)電機組在西藏羊八井發(fā)電成功。中國成為世界上第8個(gè)掌握高溫地熱能發(fā)電技術(shù)的國家。


地熱能開(kāi)發(fā)利用:地熱發(fā)電-地大熱能

 

在豐富高溫地熱資源支持下,西藏利用地熱資源發(fā)電位居我國第一位。主要集中在青藏鐵路沿線(xiàn),包括那曲、當雄、羊八井、羊易、尼木等多地。至1991年,西藏羊八井地熱能電站裝機容量已達25.18兆瓦,其供電量曾占拉薩市電網(wǎng)的40%~60%。雖然目前西藏已經(jīng)形成以水電為主,地熱、風(fēng)能、太陽(yáng)能多能互補、點(diǎn)多面廣的電力體系,但尤其對拉薩市而言,地熱能發(fā)電不可或缺。

 

截至2017年底,中國地熱能發(fā)電裝機容量為27.28兆瓦,發(fā)電1.35億千瓦時(shí)/年,實(shí)現替代標煤4.13萬(wàn)噸/年,減排二氧化碳10.73萬(wàn)噸/年。但目前,全球熱能發(fā)電排名前十的國家分別是美國、菲律賓、印度尼西亞、墨西哥、意大利、新西蘭、冰島、日本、肯尼亞、薩爾瓦多。我國地熱能發(fā)電排名世界第18位,還未能躋身前十之列。

 

早在上世紀70年全球石油危機時(shí),我國地熱發(fā)電行業(yè)曾進(jìn)入一個(gè)短暫的發(fā)展期?!爱敃r(shí)中國地熱發(fā)電技術(shù)水平在國際上一度走在前列。但現在我國排名已經(jīng)跌落到18位左右?!痹?jīng)成功設計和開(kāi)采了羊八井地熱田高溫深井的多吉院士坦言,“我國地熱發(fā)電行業(yè)正在陷入‘不了解、不理解、不支持’的‘三不曲’之中?!?/p>


資源家底不清是我國地熱能利用面臨的第一大問(wèn)題。我國進(jìn)行過(guò)兩次全國地熱能資源評價(jià),但僅對少數地熱田進(jìn)行了系統勘查,研究基礎薄弱,分省、分盆地資源評價(jià)結果精度低,與發(fā)達國家相比存在明顯差距。目前中國僅有實(shí)測大地熱流數據1230個(gè),而美國實(shí)測的大地熱流數據達17000多個(gè)。在干熱巖地熱能勘查開(kāi)發(fā)方面,美國已進(jìn)行了40多年的研究探索,取得了多方面研究成果。德國、法國、英國、日本、澳大利亞等國也開(kāi)展了卓有成效的工作,而中國才剛剛起步。應急需開(kāi)展全國性的高溫地熱資源勘查評價(jià)工作,為科學(xué)開(kāi)發(fā)地熱能發(fā)電利用提供資源保障。

 

技術(shù)問(wèn)題是地熱能開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵性問(wèn)題,不僅關(guān)系到地熱開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟性,更關(guān)系到地熱開(kāi)發(fā)可持續性。由于開(kāi)發(fā)利用中的科研投入不夠,地熱利用技術(shù)發(fā)展失衡,人才培養及創(chuàng )新開(kāi)發(fā)平臺缺失,我國逐漸落后于其他國家,特別是資源勘查、高溫地熱井鉆井等核心技術(shù)落后。在長(cháng)達30多年的時(shí)間里,中國地熱界中唯一能“拿出手”的項目也只有羊八井。探采技術(shù)不成熟已經(jīng)成為我國地熱能發(fā)電開(kāi)發(fā)利用的主要瓶頸。


地熱能開(kāi)發(fā)利用:地熱發(fā)電-地大熱能


由于受地質(zhì)條件復雜性的影響,我國地熱資源勘查具有一定風(fēng)險,民營(yíng)企業(yè)確實(shí)難以承受全部風(fēng)險。發(fā)展地熱前期需要國家投入,引導市場(chǎng)、拉動(dòng)市場(chǎng)。像走路一樣,國家財政需要探路,發(fā)現比較穩定的路之后,企業(yè)再跟進(jìn)。核心的、公益性的投入需要國家去做。我國以羊八井發(fā)電系統設定年限是30年,但由于缺乏資金投入,系統更新不及時(shí)。再就是維護成本,現在運行維護人員是100多人。如果技術(shù)跟進(jìn),自動(dòng)化程度提高,只需7-8人即可。因此,地熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要國家加大投入,進(jìn)行基礎研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、人才培養等。

 

國家投入不足之外,政策激勵措施力度不夠明確也是一大問(wèn)題。地熱發(fā)電開(kāi)發(fā)企業(yè)說(shuō),已經(jīng)做到了項目成功發(fā)電,只要國家給予適當支持,就愿意堅持做下去;科研工作者說(shuō),我們一直在呼吁全國范圍內的普適政策,地熱發(fā)電具備多點(diǎn)開(kāi)花的潛力;主管部門(mén)說(shuō),只要有明確的電價(jià),相信市場(chǎng)的積極性可以很快調動(dòng)起來(lái)。

 

似乎所有的希望都指向了國家支持政策的盡快出臺:沒(méi)有電價(jià)和其他鼓勵政策的支持,企業(yè)項目難以持續,行業(yè)無(wú)法形成多點(diǎn)開(kāi)花的局面,市場(chǎng)的積極性也就無(wú)法調動(dòng)起來(lái)。而在電力過(guò)剩的當下,主管部門(mén)出臺相關(guān)政策的意愿不強,這就讓行業(yè)發(fā)展陷入了“死循環(huán)”。而在國外,許多國家針對地熱能發(fā)電已經(jīng)采取了實(shí)質(zhì)性的支持,比如法國地熱能發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)補貼后可以達到26歐分/度,德國則為25.2歐分/度。

 

盡管當前我國地熱能產(chǎn)業(yè)存在諸多問(wèn)題和困難,我國地熱能利用的前景還是廣闊的。

 

根據相關(guān)機構預測,世界一次能源分品種需求中非化石能源的比重將逐步增大,至2050年將達到75%以上,而且2050年世界發(fā)電量結構中,清潔能源將占主導地位,其中地熱能將占5%以上。就我國一次能源需求而言,油氣對外依存度越來(lái)越高,不利于國家能源安全。替代能源的技術(shù)儲備非常緊迫。


《關(guān)于促進(jìn)地熱能開(kāi)發(fā)利用的若干意見(jiàn)》提出,到2025年,各地基本建立起完善規范的地熱能開(kāi)發(fā)利用管理流程,全國地熱能開(kāi)發(fā)利用信息統計和監測體系基本完善,地熱能供暖(制冷)面積比2020年增加50%,在資源條件好的地區建設一批地熱能發(fā)電示范項目,全國地熱能發(fā)電裝機容量比2020年翻一番;到2035年,地熱能供暖(制冷)面積及地熱能發(fā)電裝機容量力爭比2025年翻一番。


地熱能開(kāi)發(fā)利用:地熱發(fā)電-地大熱能

 

隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,地熱利用的成本下降是必然趨勢。利用地熱可采用熱管技術(shù),可以做到只取熱,不取水。也就是說(shuō)先打井,把地下的熱通過(guò)如水、油、超導等介質(zhì)傳出來(lái)。這就不存在有人擔心的水位下降、地下水源污染等問(wèn)題,可以使地熱真正成為可持續的綠色能源。


增強型地熱系統(EGS,干熱巖)的開(kāi)發(fā)利用有望成為新的突破口。目前,美國、法國、德國等8個(gè)國家均對增強型地熱系統進(jìn)行了試驗研究。截至2017年底,累計建設增強型地熱系統示范工程31項,累計發(fā)電裝機容量約為12.2兆瓦。但仍然受到技術(shù)難度大、開(kāi)發(fā)成本高、風(fēng)險大等困擾。干熱巖的低滲透性和水力壓裂技術(shù)的不穩定性導致了開(kāi)發(fā)的效率低。

 

對于地熱發(fā)電,不能再像過(guò)去那樣觀(guān)望,而要在全國層面出臺統一的補貼政策。一方面,要對地熱發(fā)電多一些了解、理解和支持。政府給予政策支持,社會(huì )多給予認可度。另一方面,企業(yè)要有一定的新技術(shù),環(huán)保要達到國家的要求,不能把清潔的地熱能搞成不清潔。因為資源還是有限,目前我們的經(jīng)濟技術(shù)條件下不是說(shuō)任何地方能出來(lái),與此同時(shí),還需要具備商業(yè)意義、深度、品位,還有市場(chǎng),都有具備條件下才行。


不可否認,一個(gè)新興領(lǐng)域的發(fā)展需要自身過(guò)硬的技術(shù)條件和裝備能力,需要經(jīng)得起市場(chǎng)競爭的優(yōu)勝劣汰。但當國家將行業(yè)的未來(lái)納入到經(jīng)濟發(fā)展的宏觀(guān)規劃,配套政策的跟進(jìn)無(wú)疑舉足輕重。破解行業(yè)”死循環(huán)“的怪圈,既要”打鐵還需自身硬“,也要政策東風(fēng)助力前行。多吉期望中國地熱能發(fā)電盡快升溫,成為優(yōu)化能源結構、應對氣候變化、打贏(yíng)藍天保衛戰的重要力量,為高質(zhì)量綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設做出更大貢獻。