地熱發電

地熱發電應給予充分重視并積極推進

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。


地熱能開發利用:地熱發電-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。


地熱能開發利用:地熱發電-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。


地熱能開發利用:地熱發電-地大熱能


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。


地熱能開發利用:地熱發電-地大熱能

 

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。