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地熱發電應給予充分重視并積極推進
文章來源:地大熱能 發布作者: 發表時間:2022-01-27 10:03:08瀏覽次數:1661
我國地熱發電方興未艾,發展雖然受到多方面因素的影響,但前景依然廣闊。地熱能在未來清潔能源發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,發展潛力巨大。特別是地熱發電,是地熱資源利用的高級階段,應給予充分重視并積極推進。
我國地熱資源分布非常廣泛。因受地質構造、巖漿活動、地層巖性、水文地質條件等因素的影響,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。
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。有利于發電的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1800萬噸標準煤,發電潛力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個國家進行地熱能發電上游開發,地熱電站約有250座。2015年世界水熱型地熱能發電裝機容量已達到1.26萬兆瓦,與2010年相比增加了1700兆瓦,增長達16%,增速還是比較快的。
我國地熱能發電始于20世紀70年代。1970年12月,第一臺中低溫地熱能發電機組在廣東省豐順縣鄧屋發電成功。1977年9月,第一臺1兆瓦高溫地熱能發電機組在西藏羊八井發電成功。中國成為世界上第8個掌握高溫地熱能發電技術的國家。
在豐富高溫地熱資源支持下,西藏利用地熱資源發電位居我國第一位。主要集中在青藏鐵路沿線,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的40%~60%。雖然目前西藏已經形成以水電為主,地熱、風能、太陽能等多能互補、點多面廣的電力體系,但尤其對拉薩市而言,地熱能發電不可或缺。
截至2017年底,中國地熱能發電裝機容量為27.28兆瓦,發電1.35億千瓦時/年,實現替代標煤4.13萬噸/年,減排二氧化碳10.73萬噸/年。但目前,全球地熱能發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。我國地熱能發電排名世界第18位,還未能躋身前十之列。
早在上世紀70年代全球石油危機時,我國地熱發電行業曾進入一個短暫的發展期。“當時中國的地熱發電技術水平在國際上一度走在前列。但現在我國排名已經跌落到18位左右。”曾經成功設計和開采了羊八井地熱田高溫深井的多吉院士坦言,“我國地熱發電行業正在陷入‘不了解、不理解、不支持’的‘三不曲’之中。”
資源家底不清是我國地熱能利用面臨的第一大問題。我國進行過兩次全國性地熱能資源評價,但僅對少數地熱田進行了系統勘查,研究基礎薄弱,分省、分盆地資源評價結果精度低,與發達國家相比存在明顯差距。目前中國僅有實測大地熱流數據1230個,而美國實測的大地熱流數據達17000多個。在干熱巖型地熱能勘查開發方面,美國已進行了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、澳大利亞等國也開展了卓有成效的工作,而中國才剛剛起步。應急需開展全國性的高溫地熱資源勘查評價工作,為科學開發地熱能發電利用提供資源保障。
技術問題是地熱能開發利用的關鍵性問題,不僅關系到地熱開發的經濟性,更關系到地熱開發的可持續性。由于開發利用中的科研投入不夠,地熱利用技術發展失衡,人才培養及創新開發平臺缺失,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落后。在長達30多年的時間里,中國地熱界中唯一能“拿出手”的項目也只有羊八井。探采技術不成熟已經成為我國地熱能發電開發利用的主要瓶頸。
由于受地質條件復雜性的影響,我國地熱資源勘查具有一定風險,民營企業確實難以承受全部風險。發展地熱前期需要國家投入,引導市場、拉動市場。像走路一樣,國家財政需要探路,發現比較穩定的路之后,企業再跟進。核心的、公益性的投入需要國家去做。我國以羊八井發電系統設定年限是30年,但由于缺乏資金投入,系統更新不及時。再就是維護成本,現在運行維護人員是100多人。如果技術跟進,自動化程度提高,只需7-8人即可。因此,地熱能產業發展需要國家加大投入,進行基礎研究、關鍵技術研發、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題。地熱發電開發企業說,已經做到了項目成功發電,只要國家給予適當支持,就愿意堅持做下去;科研工作者說,我們一直在呼吁全國范圍內的普適政策,地熱發電具備多點開花的潛力;主管部門說,只要有明確的電價,相信市場的積極性可以很快調動起來。
似乎所有的希望都指向了國家支持政策的盡快出臺:沒有電價和其他鼓勵政策的支持,企業項目難以持續,行業無法形成多點開花的局面,市場的積極性也就無法調動起來。而在電力過剩的當下,主管部門出臺相關政策的意愿不強,這就讓行業發展陷入了“死循環”。而在國外,許多國家針對地熱能發電已經采取了實質性的支持,比如法國地熱能發電上網電價補貼后可以達到26歐分/度,德國則為25.2歐分/度。
盡管當前我國地熱能產業存在諸多問題和困難,我國地熱能利用的前景還是廣闊的。
根據相關機構預測,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越高,不利于國家能源安全。替代能源的技術儲備非常緊迫。
《關于促進地熱能開發利用的若干意見》提出,到2025年,各地基本建立起完善規范的地熱能開發利用管理流程,全國地熱能開發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電示范項目,全國地熱能發電裝機容量比2020年翻一番;到2035年,地熱能供暖(制冷)面積及地熱能發電裝機容量力爭比2025年翻一番。
隨著技術的進步,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,可以做到只取熱,不取水。也就是說先打井,把地下的熱通過如水、油、超導等介質傳出來。這就不存在有人擔心的水位下降、地下水源污染等問題,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)的開發利用有望成為新的突破口。目前,美國、法國、德國等8個國家均對增強型地熱系統進行了試驗研究。截至2017年底,累計建設增強型地熱系統示范工程31項,累計發電裝機容量約為12.2兆瓦。但仍然受到技術難度大、開發成本高、風險大等困擾。干熱巖的低滲透性和水力壓裂技術的不穩定性導致了開發的效率低。
對于地熱發電,不能再像過去那樣觀望,而要在全國層面出臺統一的補貼政策。一方面,要對地熱發電多一些了解、理解和支持。政府給予政策支持,社會多給予認可度。另一方面,企業要有一定的新技術,環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,目前我們的經濟技術條件下不是說任何地方能出來,與此同時,還需要具備商業意義、深度、品位,還有市場,都有具備條件下才行。
不可否認,一個新興領域的發展需要自身過硬的技術條件和裝備能力,需要經得起市場競爭的優勝劣汰。但當國家將行業的未來納入到經濟發展的宏觀規劃,配套政策的跟進無疑舉足輕重。破解行業”死循環“的怪圈,既要”打鐵還需自身硬“,也要政策東風助力前行。多吉期望中國地熱能發電盡快升溫,成為優化能源結構、應對氣候變化、打贏藍天保衛戰的重要力量,為高質量綠色發展和生態文明建設做出更大貢獻。
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