恒有源科技發(fā)展集團（微信號：HYYESSTD）專注于淺層地能作為建筑物供熱的替代能源的科研、開發(fā)和推廣。致力于原創(chuàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，實現(xiàn)為建筑物無燃燒供熱，大力發(fā)展地能熱冷一體化新興產(chǎn)業(yè)。
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陽能的受歡迎程度相提并論。地熱發(fā)電作為一種有效的替代能源，其價值始終被人忽視。
不過，地熱資源的利用由來已久：自古羅馬人把沐浴作為日常生活的一部分后，在由地震活動所造成的地質(zhì)裂痕而滲透出的滾熱地下水和蒸汽處沐浴，逐漸成為歐洲國家的一種潮流；在地球的另一端，位于火山地震帶群島上的溫泉自日本平安時代起已風靡至今。
如今在全球范圍內(nèi)，諸如冰島、菲律賓、哥斯達黎加和新西蘭等，這些橫跨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，美國擁有著全球最大的地熱發(fā)電裝機容量——340萬千瓦。然而由于美國坐擁豐富的煤炭和油氣資源，在水電和核電方面也有巨大投資，其地熱發(fā)電規(guī)模僅僅占發(fā)電總量的0.4%。
盡管現(xiàn)狀堪憂，但地熱能的優(yōu)勢還是十分明顯的。地熱能可謂當之無愧的清潔能源，其碳排放是所有能源中最少的；不會受天氣因素的影響，也不因日落等出現(xiàn)周期性變化；在生產(chǎn)過程中資源損耗極低，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于是免費的。
地熱能發(fā)展的短板在于缺少政策支持。以美國為例，在過去5年間，美國政府通過財政撥款與減免稅收相結(jié)合的方式在清潔能源領(lǐng)域投入了近1500億美元。其中1/2用于電動汽車、高性能電池、高速鐵路、配電系統(tǒng)、核能以及化石燃料新技術(shù)中；另外1/6用于生物燃料補貼；余下的1/3用于各種形式的可再生能源發(fā)電。在美國能源部2014年的預(yù)算中，太陽能方面的研究達到2億5700萬美元，而地熱能只有4500萬美元。總之，地熱能大約只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于風能和太陽能領(lǐng)域。
當然也有不同聲音指出，地熱項目發(fā)展的最大阻礙并非是政府的“吝嗇”。在擁有活火山的地區(qū)，地熱資源輕而易得，唯一的問題是你要不要用它，政府的資助反而無關(guān)緊要。但是在其他地方，你要向地下挖掘足夠的深度才能得到大量可用的地熱能?？梢钥隙ǖ氖?，在沒有溫泉的區(qū)域挖掘深井，勘測和挖掘的成本往往很高。此外，哪怕挖掘深度已經(jīng)足夠，開采者也沒有什么更好的方法從地下提取出地熱能。
目前，來自石油和天然氣行業(yè)的幫助讓地熱能研究邁出了重要的一步。這就是頁巖油氣開采所用的水力壓裂技術(shù)。我們都知道，頁巖層中的油氣資源跟脈巖緊密地結(jié)合在一起，以至于原油不會自行噴涌而出，將水注入到頁巖層中，利用高壓的水擊碎脈巖，釋放被束縛的原油。
可以說水力壓裂技術(shù)是增強型地熱系統(tǒng)（EGS）的有力支撐。該系統(tǒng)是對地下“熱巖”進行深層鉆探、破碎，把水注入熱巖孔隙中。水被加熱，產(chǎn)生蒸汽，通過人工手段進行蒸汽發(fā)電。簡單來說，開采人員現(xiàn)在要在基巖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巖，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。由于氣壓差的存在，水汽會一直向上運動，產(chǎn)生的蒸汽就會推動汽輪機發(fā)電。
美國麻省理工學院（MIT）的科學家利用了多年時間來探測增強型地熱系統(tǒng)的潛力?？茖W家預(yù)計，如果在美國未來15年內(nèi)投入10億美元用于研究和發(fā)展，到2050年至少可以建造出1億千瓦發(fā)電量的地熱發(fā)電裝置。在全球范圍內(nèi)，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(yù)計，可利用地熱能是此前估計的10多倍，足夠全球在當前用電情況下使用數(shù)千年。
值得注意的是，增強型地熱系統(tǒng)需要挖掘的鉆井保持足夠的深度，這是因為地熱發(fā)電的熱能效率受到達地面水汽的溫度影響很大。地熱溫度要達到150℃或者更高，才足以產(chǎn)生滿足使用的蒸汽來轉(zhuǎn)動汽輪發(fā)電機。除了那些地殼板塊交接的地帶，每下降1千米深度，母巖的溫度就會上升25-30℃。這意味著，要得到足夠的蒸汽，就不得不把井向下挖掘數(shù)千米。
目前來看，足夠深的鉆井還是比較少見的，最深的鉆井也僅為12.3千米，而這樣所產(chǎn)生的蒸汽質(zhì)量跟用化石燃料加熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽根本無法比較。也就是說，地熱能發(fā)電的熱能效率最佳情況也就達到23%，只有火電廠效率的一半。
但這并不意味著地熱發(fā)電沒有競爭力。由于地熱能基本上是免費的，維護成本少，造成的環(huán)境問題也少，所以運營成本很低。通常，地熱電站生產(chǎn)1千瓦時的電能花費5美分，這跟燃煤發(fā)電相當，而風能發(fā)電需要8美分，太陽能發(fā)電需要13美分。
不同于風能和太陽能，地熱電站可以夜以繼日、年復(fù)一年地發(fā)電。地熱電站的平均利用率為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利用率還不到12%，風電的利用率也就是23%。在很多方面，地熱電站跟核電站很相似，核電站的利用率為90%，但地熱電站占地很小，且沒有輻射和廢物處理問題。
同時，發(fā)電站未來需要更加靈活的電能供應(yīng)，要求電能既可以快速地增加供應(yīng)也可以快速地減少供應(yīng)。地熱能既可以向基本負荷供電，也可以向變化的負荷供電，或是任一種負荷供電。即可以以最低發(fā)電量一直向外供電，也可以在白天甚至在清晨跟蹤負荷變化改變發(fā)電量，甚至可以作為“峰值電廠”向突然出現(xiàn)的負荷峰值快速增發(fā)供電。
地熱能展現(xiàn)出了作為備用能源更廉價、更清潔、更可靠、更高效的一面，也展現(xiàn)了向發(fā)電站提供所需的靈活供電方式。（來源：《The Economist》，文章有刪節(jié)、標題有改動）
來源_中國能源報
http://www.wutaiyy.com/zh-cn/qwsy_content.php?id=392
