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绿色能源:地热可分更大一杯羹

2019-04-15    来源:中国节能网
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[ 导读 ]:国际能源署预计,到2050年,地热能将占全球电力生产的3.5%和热力生产的3.9%(不含地源热泵)。但这样的占比数据预期是否属于短期思维?业内专家认为,如果地热发展可以像风能和太阳能那样进入快车道,那么地热可以为可再生能源作出更大的贡献。
 国际能源署预计,到2050年,地热能将占全球电力生产的3.5%和热力生产的3.9%(不含地源热泵)。但这样的占比数据预期是否属于短期思维?业内专家认为,如果地热发展可以像风能和太阳能那样进入快车道,那么地热可以为可再生能源作出更大的贡献。
地热是高效且有竞争力的能源形式在我们的脚下有一个隐藏的能量来源──地热能,但我们大多数人都将之忽略了。忽略它的原因有很多,比如说,这种能源太深、太昂贵,等等。毕竟,地热能比起风能或太阳能似乎更加挑战人们的想象力,也正因为此,地热能的开发和应用并不在许多人的考虑范围之内。
地热究竟都可以提供些什么?从本质上说,地热是一种热源,可以采用蒸汽驱动涡轮机的方式进行发电。由于地心温度高达5000摄氏度,因此可以说这是一个巨大的热源。能否以适当的方式获取蒸汽和发电所需的温度,决定了地热能的经济性。
如今,很多国家利用沿地球构造板块边缘的地热能进行发电,如美国西海岸、东非大裂谷等;而有的国家即使没有明显火山分布带也在利用地热能发电,如德国和法国。当然,后者需要更深的钻探、更复杂的技术。但即便如此,地热能仍不失为一种高效并具有竞争力的能源形式。
来自国际能源署的数据显示,2017年,全球地热发电约84.8太瓦时,累计容量约14吉瓦。
地热不仅可以发电,还可直接供热地热能尚未得到大力开发的应用是将地热直接用于各种用途的供热,比方说,建筑物房屋采暖、农产品温室保温、洗浴用水加热、食品脱水烘干,亦或各种制冷需求等。仅在欧洲,供热和制冷就占所有能源需求的一半左右,这其中包括运输和发电领域的能源需求。由此可见,供热制冷在能源结构中的显著地位。在气候变化的背景下,供热和制冷行业在减少碳排放方面,即便不能扮演极其关键的角色,也将发挥重要作用。
目前,全球约有百余个国家直接将地热能用于供热(或制冷),或需要热能的其他工业应用。其中冰岛是大家较为熟知的直接应用地热的范例。虽然紧贴北极圈,全年低温,但凭借丰富的地热资源,冰岛几乎所有游泳池都在户外,而且全年开放,蔬菜在温室中种植。相比之下,肯尼亚在直接应用地热方面则较少人知晓。其实,肯尼亚在利用地热进行温室作业方面十分成功。温室夜间需要供热和照明,虽然肯尼亚白天气温很高,但其夜间需要开采地热能以满足温室供热和照明的需要。
开展地热发电的国家数量增速还不够快目前,有27个国家用地热发电,2018年底全世界地热发电装机容量达到14600兆瓦。在10年时间里地热装机增长了约4300兆瓦,由此可见,地热发电增长较为稳健,但与其他可再生能源技术相比,显然增速还不够快。在过去10年间,开展地热发电的国家名单中只新增了两个国家,他们分别是智利和克罗地亚。全球地热装机最大的国家是美国,其次是印度尼西亚和菲律宾,土耳其紧随其后,该国地热发展与过去相比取得了令人难以置信的增长。在政府的支持下,受上网电价补贴和其他优惠激励政策的推动,土耳其在较短的时间内一跃成为少数几个热电装机超过1000兆瓦的国家之一。
ThinkGeoEnergy的研究显示,如果开发规划得以实施,开展地热发电的国家数量有望增加到82个。印度尼西亚、肯尼亚、埃塞俄比亚和北美地区将成为未来主要的地热增长市场。
在一些国家,地热能对能源结构的意义重大。以肯尼亚为例,肯尼亚地热发电虽然装机仅占全国发电装机总量的30%左右,但已经取代了因干旱而时常不稳定的水力发电,通常可提供该国50%以上的电力需求。正如国际能源署所言:“地热发电厂不受气候变化影响,可保证稳定的电力输出,实现较高的容量系数(60%~90%),地热发电技术适合基本负荷生产。”其他利用地热能的国家还包括冰岛、菲律宾,萨尔瓦多、新西兰和哥斯达黎加等。随着加勒比地区地热规划项目的实施,该地区的一些岛国有望以地热发电取代昂贵的柴油燃料发电,最终实现所有电力全部由地热能供应。
越来越多的国家开始重视地热的潜力为了实现可持续发展和开发清洁能源,荷兰温室部门也开始利用地热能进行供热。在欧洲,多个国家都致力于将地热能应用于区域供热。在中国大规模的区域供热中,地热供暖在多个城市和地区推广,以减少煤炭使用、改善空气质量。
在农产品领域,地热能在温室保温之外还有其他重要作用,比方说用于土壤施肥,用于农产品收割后的脱水(如干燥西红柿等)。在食品加工领域,地热能可用于牛奶巴氏杀菌和相关应用。如今,我们只是在探讨地热能利用的整体潜力,特别是地热能的直接应用。我们看到了地热开发许多创新方向,主要包括:降低钻井成本,利用超临界热量来提高每口井的产量,发现从地表以下获取热能的新方法,项目开发中的新商业模式以及新的融资模式等。未来地热发电会出现多大的增长,这在很大程度上取决于世界各国对地热的政策支持力度,以及地热是否能在未来能源供应中发挥重要且基础的作用。
 
关键词: 新能源
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