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全球地熱能開發潛力巨大

2023-07-24 10:15:11 中國石化報·環球石油石化   作者: 李山  

編者按:被喻為地熱界 “奧林匹克”的世界地熱大會(WGC)第七屆會議9月將在中國北京舉行,會議主題是“清潔地熱 綠色地球”,將邀請全球地熱資源領域政、產、學、研各方齊聚北京,共同推進全球地熱產業發展。當前,全球地熱能產業正處于快速發展階段,但各國開發進展不盡相同,部分國家投資地熱能產業熱情高漲,部分國家地熱能開發尚處于起步階段。

據美國油價網報道,多國政府和私營企業正大力投資清潔能源的研究和開發,地熱能引起了越來越多的關注。地熱能具有清潔、可持續、高效等優點,地熱能開發正處于快速發展階段,產業發展潛力巨大。地熱能在全球各國的開發進展不盡相同,在冰島、菲律賓、墨西哥等國家,地熱能占據著相當大的比例,應用已經十分廣泛。在歐洲地區,一些舊的化石燃料項目被改建為地熱能站點,地熱能被用來為工業設施供能。

然而在一些國家,地熱能還沒有得到廣泛的認可,地熱能開發尚處于起步階段,因此全球地熱能開發潛力依然巨大,例如在秘魯和日本,地熱能開發項目尚缺乏政府和公眾的支持。

全球地熱能產業發展提速

地熱能發電技術的原理是利用地球內部的熱能,通過地下水或蒸汽的形式傳遞到地表或近地表,驅動發電機發電,進行能量轉化和利用。地熱發電技術主要分為干蒸汽發電、閃蒸蒸汽發電和雙循環發電3種,適用于不同溫度和壓力的地熱水或蒸汽資源。

此前由于技術限制,在全球大多數地區,地熱能在很大程度上仍未得到有效開發。近年來,隨著各國對地熱技術投資的增加,一些國家現在有了開發地熱資源的手段。一些地熱能開發項目已在冰島、薩爾瓦多、新西蘭、肯尼亞和菲律賓等國家啟動并運行,地熱能滿足了冰島居民90%以上的供暖需求。干蒸汽發電是最古老和簡單的地熱能發電技術,閃蒸蒸汽發電是目前最常見的地熱能發電技術,很多地熱能發電項目采用的都是這兩種技術。

此外,地熱能直接利用技術已經成熟并得到廣泛應用,包括區域供熱、地源熱泵和溫室加熱等。一些潛力大、開發難的新興地熱能技術正處于測試階段,如增強型地熱系統(EGS),這是從深部地層高溫巖體(干熱巖)中提取并利用地熱能的關鍵技術。

全球地熱能產業發展正在提速。2021年,全球地熱能市場價值為66億美元,預計到2027年前,全球地熱能市場價值將達到94億美元,復合年增長率為5.9%。新技術的推出有望實現地熱能的大規模開發,并大幅降低地熱能項目的運營成本,鼓勵全球新地熱能項目投資。

歐洲正在探索地熱能潛力

英國正在建設地熱能發電項目,以加速脫碳轉型并為社區供應能源。英國多個地區都具有開發地熱能的潛力,但是缺少資金支持。該國正在討論將廢棄的煤礦改造成地熱能開發項目的可能性。2021年,英國批準對英格蘭東北部廢棄、水淹煤礦進行改造測試,雖然由于礦井巖層不穩定,測試沒有成功,但也為未來的煤礦地熱能開發利用項目提供了方向。

今年5月,澳大利亞鋰礦公司Vulcan能源資源公司與歐洲汽車制造商Stellantis在法國簽署了一項協議,共同開發地熱能業務,將為法國東部米盧斯市的工業基地提供能源。法國地質與礦產研究局估計,未來地熱能有望滿足法國約70%的供暖需求,但目前,地熱能只滿足了該國1%的供暖需求。

日本、秘魯等國家地熱能開發面臨挑戰

雖然全球地熱能開發的潛力巨大,但在一些國家和地區地熱能產業正面臨挑戰。

今年5月,秘魯最大的地熱開發項目停止了運營。菲律賓First Gen集團表示,由于政治和市場因素,其子公司秘魯能源開發公司將不再在秘魯進行地熱能開發活動。秘魯有約3吉瓦的地熱能發電潛力。由于獲得環境許可證困難、前期投入成本高昂、缺少政府支持,以及6~7年的長建設周期,秘魯的地熱能項目難以落地。

日本的地熱能開發受到了溫泉產業的阻礙。日本歧阜縣高山市溫泉勝地附近的中尾地熱發電廠利用熱水產生的蒸汽發電,發電裝機容量為兩兆瓦,足以為4000戶家庭供電。由于當地的反對,該發電廠成了為數不多成功的地熱能發電項目之一。日本擁有23吉瓦的潛在地熱資源,是第三大地熱資源國,但目前地熱能發電在該國電力供應中的占比僅為0.3%。日本的地熱能開發商面臨著溫泉度假村的強烈反對,因為擔心地熱能開發會對旅游業造成影響。

世界地熱資源的開發潛力巨大。近年來,多個國家和地區正加大地熱能技術研究和開發方面的投資,并對地熱能儲量進行調查,目前多個新的地熱能項目正在規劃和試驗階段。地熱能產業的發展仍需要各國政府和公眾的更多支持。(李峻)

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英國深層地熱能項目投運

近日,英國37年來首個深層地熱能項目“伊甸園”正式投運。該項目擁有英國目前唯一可運行的深層地熱井。

推進深層地熱能開發

英國地熱能資源豐富,當前,英國應用地熱能熱情空前高漲,包括英國國家衛生服務機構在內的政府機關和民生機構,都對地熱供暖供電抱有很高期待。英國國家衛生服務機構明確表示,希望為一些醫院安裝地熱供暖系統,以實現清潔供能的同時減少碳足跡。

伊甸園項目的地熱井位于地表以下近5公里處,主要為附近的溫室供暖。該項目部分資金來自歐洲地區發展基金和英國康沃爾郡議會,建造成本約為2400萬英鎊,裝機容量為1.4兆瓦。

伊甸園地熱公司CEO格斯·格蘭德表示:“我們使用的系統將使地熱能費用減少約40%。”不過,她同時坦言,深層地熱鉆井難度大,成本高。“我們必須鉆穿非常堅硬的花崗巖,這筆費用不菲。截至目前,伊甸園項目仍是一個示范研究項目,距離商業化還有一段距離。”

該項目投產為英國深層地熱能開發帶來了更多希望。杜倫大學能源研究所執行主任喬恩·格魯亞斯指出,這進一步證明了深層地熱能的開發潛力,并為更多同類深層地熱開發項目的審批和落地奠定了基礎。

位于康沃爾郡的聯合唐斯深層地熱能發電項目也進入關鍵開發階段。目前,該項目已完成兩口定向深井鉆探,生產井深度為5275米,是英國最深的地熱井。該項目預計2024年開始發電,將成為英國首個綜合深層地熱能發電和供熱的項目。

提高落后地區經濟韌性

英國《衛報》指出,很多經濟相對落后的城鎮都位于可再生資源豐富的地區,其中就包括地熱能。開發利用地熱能將使英國熱能供應更加多元化,并將促進地方經濟增長。

杜倫大學對英國各個地區的地熱能潛力進行了評估和排名。英國有45個最適合開發深層地熱能的高潛力地區,其中包括6個經濟相對落后的地區,發展地熱能可極大提高這些地區的經濟韌性。

英國國會議員基蘭·穆蘭表示,加大地熱能勘探和開發力度,需要增加投資、了解英國的深層地下結構。“經濟相對落后地區與最具地熱能潛力地區之間出現‘強烈重疊’,這為地熱能項目選址提供了支撐。與風能和太陽能不同,地熱能不存在間歇性等問題,英國在北海油氣鉆探方面的經驗也可以應用于地熱能領域。”

發展深層地熱產業有助于北海能源轉型,北海油氣產業所涉及的與傳統鉆探和地質專業相關的技術可以應用到新興的地熱行業。杜倫大學指出,通過適當扶持,到2050年,英國有望建設360座地熱能發電廠,每年可生產1.5萬吉瓦時電力。

綠色轉型繞不開地熱能

英國《金融時報》指出,雖然地熱能成本高昂,但伊甸園項目的投產,仍然給予地熱能行業極大的信心,為英國大規模應用地熱能鋪平了道路。

早在20世紀70年代能源危機期間,英國就提出開發和應用地熱能,但至今沒有針對地熱能推出具體的鼓勵機制和政策支持。1986年,英國首個深層地熱能源系統在南安普頓上線,但該系統目前因維修而關閉。

據悉,英國政府計劃近期發布一份深層地熱能政府白皮書,旨在評估英國地熱能開發潛力并提供相關政策建議。英國政府表示,地熱能是一種可靠的全天候零碳能源,能夠24小時供應電力,如果加以利用,可以在維護英國能源安全和凈零轉型中發揮重要作用。

基蘭·穆蘭指出,即使考慮商業化、物流、電網等不確定性因素,地熱能也可以幫助英國減少化石燃料進口,并有望取代天然氣。

英國可再生能源協會估計,英國深層地熱能潛力可以滿足該國全部住宅100年的能源需求,到2050年有望創造1萬個直接工作崗位和2.5萬個間接就業機會。

不過,英國地熱能發展目前有兩大挑戰亟待突破:一是鉆井成本高,二是并網發電難。與冰島不同,英國不在構造板塊邊界附近,這意味著熱量遠離地表,前期投入成本高昂。“我們很想將地熱能發電潛力極大地釋放出來,但電網等基礎設施仍然存在很多問題。”格斯·格蘭德說。(王林)

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“溫泉大國”日本為何不愿開發地熱能?

據美國油價網報道,日本能源高度依賴進口,然而日本國內有一種豐富的可再生能源尚未開發,這便是地熱能。

日本是世界第三大地熱資源國,雖然該國承諾到2050年實現凈零排放,但目前該國2/3的電力消費仍然嚴重依賴煤炭和天然氣等化石燃料。

日本位于環太平洋地震帶西部邊緣,是地球上地震活動最活躍的國家之一,全球約10%的火山活動發生在日本,該國因此擁有得天獨厚的地熱資源。

然而,日本的地熱資源可能會一直深藏在地下,無法得到有效開發,原因是該國有著數百年歷史的溫泉產業反對大規模開發地熱資源,擔心地熱能開采會影響溫泉的溫度和質量。在日本,溫泉是一項重要的產業,1.3萬多家溫泉旅館和浴場遍布全國。

日本大約有20個地熱能發電設施,年發電量為535兆瓦時。地熱能發電量在日本總發電量中的占比不到0.5%。盡管也有一些小型地熱能發電廠建設在溫泉周邊,但絕大多數溫泉業主都反對地熱能開發。

“猖獗的地熱開發對我們的溫泉文化是一種威脅,”福島縣一家溫泉旅店的老板佐藤義康說,“如果我們的溫泉出了事,誰來賠償?”

日本國家溫泉協會執行董事關豐說:“我們并不是為了反對而反對,我們只是反對無限制地大規模開發地熱能。”

即使經歷了兩年的能源危機,日本國內反對開發地熱能的呼聲依然存在。2022年,由于煤炭和天然氣價格高企,能源進口賬單激增,日本政府曾多次呼吁家庭和企業節約能源。

2021年,日本35%的電力來自燃氣發電,32.5%的電力來自燃煤發電。根據國際可再生能源署公布的數據,地熱能發電僅占日本發電量的0.3%,盡管日本有23吉瓦的地熱能發電潛力。東芝和三菱等日本企業在地熱能技術和地熱能項目建設方面取得了一些進展,但高昂的前期成本和嚴格的監管限制阻礙了該國地熱能開發。

近期,一些擁有溫泉療養地的地方政府對地熱發電廠的建設出臺了新的限制措施。例如,草津市通過了一項法令,規定地熱能開發公司必須證明其項目不會對該地區的溫泉產生負面影響。

地緣政治沖突發生以來,各國越來越關注能源安全問題,推動本國的能源項目建設,以減少對進口能源的依賴。日本正在推動重啟核電,改變了2011年福島核事故以來限制發展核電的能源政策。然而,由于日本溫泉產業抵制地熱能開發,更加安全可持續的地熱能卻被日本忽視了。分析人士指出,如果能夠有效開發利用地熱能,日本10%的電力將來自地熱能發電。(李山)




責任編輯: 李穎

標簽:全球地熱能,開發潛力