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王志刚：前景广阔的替代能源——地热能

地热能
世界新能源-地热能网　2007-6-24　访问人数:　【字体：小 大】
瑞士是十分注重地热能利用的国家，虽然瑞士利用地热能资源的地质条件并不优越，但目前全瑞士已投入使用的地热导管约有2万个，所有替代能源中地热能的比例约占86％，其对降低温室气体排放的贡献远远超过其他替代能源品种。
　　今年5月，瑞士名为“地热深井开采”的地热能利用示范项目开始启动，该项目利用热干岩技术建造实用性的地热电站和远距离供暖设施，为大规模开发利用地热能提供成功的范例。该示范项目预计投资8000万瑞士法郎(约合4800万美元)，计划6年时间建成，项目完成后可满足5000户居民的用电和取暖，并且采用模块式设计，可不断进行扩建。项目建成后若以运行时间15年测算，则所生产的每千瓦小时能量的固定投资为00625瑞士法郎，而所取得的收益为 02瑞士法郎，这一指标完全达到目前传统能源企业的经济指标。从长远看，西欧发达国家引入温室气体排放特别税势在必行，而利用地热能可实现温室气体的零排放，因此地热能的环境生态优势和经济效益比较优势将日益明显。
　　地热能与其他可再生能源相比有显著的优势和特点：
　　1分布广。据估计，全球99％的物质处于1000℃以上的高温状态，只有不到1％处于100℃以下，尽管其中可利用部分很小，但仅利用现有技术可以开发利用的地热能就大于目前所有化石能源储量30倍以上，因此地热能是一种储量极其丰富的替代能源，是风能、生物能、太阳能等不可企及的。
　　2稳定可靠。由于地热能蕴藏于地层内，不易受外部自然环境因素的影响，易于实现可控制的持续开采，提供持续稳定的能源供应，这是大规模能源供应网络运行所必须具备的条件。而目前倍受重视的风能和太阳能，为克服其自身具有的时间、空间和强度波动，必须附加昂贵的缓冲和调控装置，而且如用于大规模能源网络，还必须配备具有足够功率储备的调峰电站，或附加可储存位能、氢能等的储能装置，导致系统复杂、成本上升、能源利用率下降。
　　3技术成熟。由于近十余年大陆深钻科学研究项目的带动，开发利用地热能的关键技术 大尺度精确深钻技术已经取得突破，钻探成本明显降低，钻探精度大大提高，为开发利用地热能提供了可靠的技术支持，并且使可利用地热能的质量和数量以及分布区域大大扩展。
　　4有利于可持续发展。地热能是一种零排放且无二次污染的能源，相比较其他替代能源有他更加符合可持续发展的要求的优点而很少其他能源的缺陷，如被寄予很大希望的风能因风力发电机组桅杆林立破坏自然景观，人们对其已有不少微词，反对在人口密集区大规模发展风能发电。
　　目前主要有以下三种技术可用于开发利用非火山活动区域的地热能资源：
　　1地热导管。将封闭的管系通过深井置入地下数百米的岩层中，利用导管中的循环水汲取岩层中的热能，并在地面用热泵将这部分热能从循环水中取出。该方法技术简单成熟，对地热资源要求不高，但所获取的地热能品质较低，一般用于建筑物取暖，瑞士目前地热能利用主要采用此方法。
　　2直接利用地下热水。利用深井直接开采地下热水，在地面利用热泵将热能从地下水中取出，并将冷却后的地下水注回地下水系。此方法优点为成本最低，但一般适用于地热资源条件好、地下热水丰富的区域，使用地域受到一定限制，所获取的地热能品质取决于地下热水的温度等条件。
　　3热干岩技术。该技术要点为将水利用高压通过深井注入地下4000～6000米的岩层，使其渗透进入岩层的缝隙中吸收地热能量，再通过专用深井将岩石缝隙中的高温水汽提取到地面，此时取出的水汽温度可达150～200℃，通过热交换及二次循环装置可用于发电，冷却后的水再次注入地下循环使用。此种方法技术含量高，对地热地质条件要求低，取得的地热能利用价值大，可直接产生稳定的电能供应，是今后开发利用地热能的方向。自1987年以来，德法等国在德国阿尔萨斯地区的地热能开发试验场对热干岩技术进行了深入的研究，已打出两口深度各为3500米和5000米的试验深井。结果证明，在非火山活动地区的一般地质条件下，可以应用该项技术利用地热能稳定可靠地产生电力，并且成本远远低于太阳能光电池等其他方法。瑞士的“地热深井开采”地热能利用示范项目是该项技术首次投入大规模实用，它将打破西欧地热能利用研究开发相对沉寂的局面。
　　据专家估计，今后十年，地热能利用将获得高速发展，在能源市场的增长率会超过10％。专家更预言，虽然未来符合可持续发展要求的能源体系需要由多种各具优势的可再生能源形成，但如果仅就发电和供暖来看，地热能是唯一具有大规模替代传统的化石能源潜力的替代能源。■

文章来源：全球科技经济瞭望　作者：王志刚

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