《日本地热资源那么丰富,为何不发展地热发电?》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2023-07-17
  • 据澳大利亚ABC.net报道,日本商人沼田昭二通过一家拥有1000多家店铺的连锁超市发了财,他现在愿意将自己的财富押在一场绿色能源“赌博”上。这位超市大亨正在日本南部九州岛建造一座地热发电厂。该项目将于明年完工,可以利用地下深处的热水为大约8000户家庭供电。


    在世界各国努力寻找清洁、可靠的能源来应对气候变化之际,沼田昭二先生坚信地热能是日本的一个明显选择。他说:“这是一个24小时稳定的电源,在可再生能源中二氧化碳排放量最低。”“为了下一代,我决心把所有的钱都花掉投入地热能。”

    日本的地热储量位居世界第三,仅次于美国和印度尼西亚。据估计,地热可以为日本10%以上的能源需求提供电力,但目前的发电占比为0.3%。一个关键原因是来自日本强大的温泉行业的坚决反对,他们担心地热能会消耗掉宝贵的热水。毕竟,温泉不仅在文化上对日本很重要,而且还是一张主要的旅游名片。

    2011年福岛核灾难后,日本关闭了大部分核电机组,多年来一直在与能源短缺作斗争。由于没有煤炭、石油或天然气等自然资源,日本是化石燃料的第二大净进口国,其中大部分来自澳大利亚。这使日本的能源供应处于昂贵和不稳定的境地。自俄乌战争减少能源供应以来,这种情况日益恶化。目前日本的能源系统也不可靠,许多燃煤电厂已经过了最佳运营年限,容易出现故障。

    日本中部古色古香的山城草津,是争夺地热未来之战在日本国内展开的一个典型例子。温泉是该镇的命脉,每年吸引约300万游客。当地政府正在领导一项运动,以使温泉得到联合国最高文化机构联合国教科文组织的认可。就在十多年前,该镇成功阻止了邻近地区的地热发电厂的开发。它最近还通过了法律,使得地热能钻探几乎不可能。

    颇具影响力的日本温泉协会前主席小山正雄曾将地热能称为“魔鬼能源”,尽管该组织的最新官方立场是反对“大型”地热发电厂,而不一定是小型地热发电厂。但是,即使当地同意利用更多的地热能,项目审批过程也被视为繁琐——通常需要十多年的时间。

    日本正努力在2050年前实现净零排放目标,并在2030年将温室气体排放量比2013年减少43%。为了让可靠和低排放的能源重返电网,首相岸田文雄希望日本建造“下一代”核电站,另外到2030年全国有1%的电力来自地热。

    不断上涨的电费软化了日本社会对恢复核能的反对声浪,但《朝日新闻》最近的一项民意调查发现,42%的受访者仍然反对重启反应堆。地热游说团体表示,地热发电厂在地震等灾害中更安全。他们表示地热发电已被证明是安全的,包括在发生地震时。地热发电厂从来没有出现过任何严重的问题或灾难。温泉和地热肯定可以共存,它们之间没有矛盾,可以通过技术手段进行水监测以确保地热能不会破坏温泉水供应。

  • 原文来源:https://www.in-en.com/article/html/energy-2325454.shtml
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    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-12-20
    • 期望中国地热能发电尽快升温,成为优化能源结构、应对气候变化、打赢蓝天保卫战的重要力量,为高质量绿色发展和生态文明建设做出更大贡献。 地热能是一种清洁低碳、分布广泛、资源丰富、安全优质的可再生能源。地热能开发利用具有供能持续稳定、高效循环利用、可再生的特点,可减少温室气体排放,改善生态环境。 中国工程院院士多吉认为,地热能在未来清洁能源发展中将占据重要地位,而且有望成为能源结构转型的新方向。地热能利用,尤其是地热能发电应给予充分重视。 地热发电方兴未艾 中国石油石化:多吉院士,您好!地热能发电作为地热能利用的重要方式越来越受到关注。我国是否具有良好的地热能发电的资源禀赋? 多吉:我国地热资源分布非常广泛。因受地质构造、岩浆活动、地层岩性、水文地质条件等因素的影响,总体分布不均匀,但具有明显的规律性和地带性,总体呈现“东高中低,西北低西南高”的热流格局。 我国地热资源多为中低温地热,主要分布在大型沉积盆地和造山带的断裂带上。有利于发电的高温地热主要分布在喜马拉雅地热带上的西藏南部、云南西部、四川西部以及台湾省。目前我国已发现高温地热系统200多处。 有数据显示,西南地区的高温地热年可采资源量折合1800万吨标准煤,发电潜力7120兆瓦。其中,西藏高温地热资源量居全国之首,高于沸点的地热显示占全国的1/2,背景资源量达3.096×1018焦耳,可采资源量达2988兆瓦。 中国石油石化:我国目前地热能发电装机情况如何? 多吉:截至2015年底,世界上已有24个国家进行地热能发电上游开发,地热电站约有250座。2015年世界水热型地热能发电装机容量已达到1.26万兆瓦,与2010年相比增加了1700兆瓦,增长达16%,增速还是比较快的。 我国地热能发电始于20世纪70年代。1970年12月,第1台中低温地热能发电机组在广东省丰顺县邓屋发电成功。1977年9月,第1台1兆瓦高温地热能发电机组在西藏羊八井发电成功。中国成为世界上第8个掌握高温地热能发电技术的国家。 在丰富高温地热资源支持下,西藏利用地热资源发电位居我国第一位。主要集中在青藏铁路沿线,包括那曲、当雄、羊八井、羊易、尼木等多地。至1991年,西藏羊八井地热能电站装机容量已达25.18兆瓦,其供电量曾占拉萨市电网的40%~60%。虽然目前西藏已经形成以水电为主,地热、风能、太阳能等多能互补、点多面广的电力体系,但尤其对拉萨市而言,地热能发电不可或缺。 截至2017年底,中国地热能发电装机容量为27.28兆瓦,发电1.35亿千瓦时/年,实现替代标煤4.13万吨/年,减排二氧化碳10.73万吨/年。但目前,全球地热能发电排名前十的国家分别是美国、菲律宾、印度尼西亚、墨西哥、意大利、新西兰、冰岛、日本、肯尼亚、萨尔瓦多。而我国排名世界第18位,还未能跻身前十之列。 发展受多方面影响 中国石油石化:根据您的介绍,我国应该算是比较早开始利用地热能发电的国家,但为什么我国地热能发电的世界排名靠后? 多吉:毋庸置疑,我国地热能发电已经取得了有目共睹的成绩,但也存在着一些问题。这些问题不只影响地热能发电,而且影响着整个地热能产业的发展。 资源家底不清是我国地热能利用面临的第一大问题。我国进行过两次全国性地热能资源评价,但仅对少数地热田进行了系统勘查,研究基础薄弱,分省、分盆地资源评价结果精度低,与发达国家相比存在明显差距。目前中国仅有实测大地热流数据1230个,而美国实测的大地热流数据达17000多个。在干热岩型地热能勘查开发方面,美国已进行了40多年的研究探索,取得了多方面研究成果。德国、法国、英国、日本、澳大利亚等国也开展了卓有成效的工作,而中国才刚刚起步。因此,急需开展全国性的高温地热资源勘查评价工作,为科学开发地热能发电利用提供资源保障。 技术问题是地热能开发利用的关键性问题,不仅关系到地热开发的经济性,更关系到地热开发的可持续性。我国地热利用起步早,但进步慢。20世纪七八十年代,我国地热利用跟国际水平是同步的,技术水平不分上下,发电装机容量世界排名第8位。低温70℃能够发电,即使是在海拔4000多米,温度、品位不高的情况下都能发电,这在国际上都是没有先例的。然而,由于开发利用中的科研投入不够,地热利用技术发展失衡,人才培养及创新开发平台缺失,我国逐渐落后于其他国家,特别是资源勘查、高温地热井钻井等核心技术落后。在长达30多年的时间里,中国地热界中唯一能“拿出手”的项目也只有羊八井。探采技术不成熟已经成为我国地热能发电开发利用的主要瓶颈。 资源家底不清、核心技术落后都凸显了投入不足的问题,特别是国家投入不足。由于受地质条件复杂性的影响,我国地热资源勘查具有一定风险,民营企业确实难以承受全部风险。发展地热前期需要国家投入,引导市场、拉动市场。像走路一样,国家财政需要探路,发现比较稳定的路之后,企业再跟进。核心的、公益性的投入需要国家去做。在这方面,美国发展地热有环境保护、前期风险投入等。而我国,以羊八井为例,其发电系统设定年限是30年,但由于缺乏资金投入,系统更新不及时。再就是维护成本,现在运行维护人员是100多人。如果技术跟进,自动化程度提高,只需7-8人即可。因此,地热能产业发展需要国家加大投入,进行基础研究、关键技术研发、人才培养等。 国家投入不足之外,政策激励措施力度不够明确也是一大问题。目前中央和地方政府出台了一些财政和价格鼓励政策,对加快浅层地热能开发利用及促进北方地区清洁供暖具有积极的引导作用,但政策不完善,执行不到位、不充分。例如电价补贴方面,《关于促进地热能开发利用的指导意见》提出完善价格财税扶持政策。按照可再生能源有关政策,中央财政重点支持地热能资源勘查与评估、地热能供热制冷项目、发电和综合利用示范项目。按照可再生能源电价附加政策要求,对地热能发电商业化运行项目给予电价补贴政策。但是,关于电价补贴的政策却迟迟没有落地。在国外,许多国家针对地热能发电已经采取了实质性的支持,比如法国地热能发电上网电价补贴后可以达到26欧分/度,德国则为25.2欧分/度。 前景依然广阔 中国石油石化:这些问题的存在会影响您对我国地热能产业发展前景的看法吗? 多吉:我认为我国地热能利用的前景还是广阔的。 根据相关机构预测,世界一次能源分品种需求中非化石能源的比重将逐步增大,至2050年将达到75%以上,而且2050年世界发电量结构中,清洁能源将占主导地位,其中地热能将占5%以上。就我国一次能源需求而言,油气对外依存度越来越高,不利于国家能源安全。替代能源的技术储备非常紧迫。 《地热能开发利用“十三五”规划》提出,到 2020 年,中国地热能年利用量折合7000 万吨标准煤,在一次能源消费总量中占比将达1.5%左右,比2015年提高1个百分点,“十三五”时期地热能利用增量将占非化石能源增量的1/3。国家已经有了明确的规划,投入已经开始有所加大。 习近平总书记在全国科技创新大会上指出,向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题。我们必须积极响应这一号召,向地球深部的地热资源进军。 随着技术的进步,地热利用的成本下降是必然趋势。利用地热可采用热管技术,可以做到只取热,不取水。也就是说先打井,把地下的热通过如水、油、超导等介质传出来。这就不存在有人担心的水位下降、地下水源污染等问题,可以使地热真正成为可持续的绿色能源。 中国石油石化:根据您的判断,未来地热利用的新的突破口会在哪里? 多吉:增强型地热系统(EGS,干热岩)的开发利用有望成为新的突破口。目前,美国、法国、德国等8个国家均对增强型地热系统进行了试验研究。截至2017年底,累计建设增强型地热系统示范工程31项,累计发电装机容量约为12.2兆瓦。但仍然受到技术难度大、开发成本高、风险大等困扰。干热岩的低渗透性和水力压裂技术的不稳定性导致了开发的效率低。 目前流行的增强型地热系统是基于钻井技术的增强型地热系统(Enhanced Geothermal Systems-Drill,简称EGS-D)。从1970年代,发达国家已开始研究EGS-D,并取得了进展。 中国原创的基于开挖技术的增强型地热系统概念模型(Enhanced Geothermal Systems-Excavation,简称EGS-E)具有突破地热利用的规模局限,克服水力压裂技术的弊端,实现井下发电、井下水循环,避免大高程抽水二次耗能,同时结合深部矿产资源开采开发深地热,提高综合经济效率等优势。EGS-E突破了EGS-D技术的瓶颈,将是继高铁技术之后的又一引领世界的中国创造。 期望中国地热能发电尽快升温,成为优化能源结构、应对气候变化、打赢蓝天保卫战的重要力量,为高质量绿色发展和生态文明建设做出更大贡献。
  • 《清洁供热 | “坐拥”丰富浅层地热资源 “长三角”地热开发为何热不起来》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2020-08-06
    • 中国科学院日前启动“长三角地区地热资源及其综合利用研究”,以系统厘清地热资源家底、开发利用现状与需求,梳理存在的问题,探索长三角地区地热开发利用道路,提出战略与对策,为长三角一体化发展提供有效支撑。 7月28日,中国科学院学部咨询评议项目“长三角地区地热资源及其综合利用研究”启动会在中国科学院地质与地球物理研究所举办。 中国科学院院士、“长三角地区地热资源及其综合利用研究”项目负责人汪集暘主持会议,项目执行负责人、中国科学院地质与地球物理研究所研究员庞忠和汇报了项目实施方案。中国科学院原副院长杨伯龄、中国工程院院士曹耀峰、中国科学院院士刘嘉麒、中国科学院院士王焰新等专家出席启动会并进行评议讨论,多家参与单位负责人以线上形式参加会议。 “长江三角洲地区是中国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一,具有‘两多’(地热多、水多)的特点,沿海风能等可再生能源较丰富,加上近年来该地区居民供暖需求日益迫切,这些都是开发地热的有利条件。因此,在长三角地区系统厘清地热资源家底、开发利用现状与需求,梳理存在的问题,探索长三角地区地热开发利用道路,提出战略与对策,可为长三角一体化发展提供有效支撑。”汪集暘指出。 根据《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》,长江三角洲包括上海市、江苏省、浙江省、安徽省,区域面积35.8万平方公里。 据庞忠和介绍,在资源分布方面,长三角地区有丰富的浅层地下水,具有良好的浅层地热能赋存条件,蕴藏着丰富的浅层地热能资源。而且长三角地区河流湖泊众多,地表水广泛分布,水资源丰富,可作为水源热泵的重要热源。 然而事实上,虽然“坐拥”丰富的浅层地热资源,但长三角地区的地热开发利用却还未形成较大规模。 “从目前存在的问题来看,一是地热资源勘查程度处于较低水平,资源分布及资源量尚未准确摸清;二是地热资源开发利用整体规划尚未编制,影响地热资源的可持续利用;三是地热资源开发利用形式较为单一,综合利用程度尚待提高;四是地热资源开发利用保障措施不到位,财税价格扶持政策不足,不利于社会资本投入。”庞忠和分析指出。 对此,“长三角地区地热资源及其综合利用研究”项目提出了五个研究目标:一是摸清目前长三角地区的地热资源分布特征;二是查明地热开发利用现状与存在问题;三是选比地热能勘查评价和开发利用技术;四是创新地热能利用技术理念,探索高效的产业模式;五是破解地热开发利用中急需解决的关键问题,并提出对策。 “尤其是针对长三角‘一体化’和‘高质量’的发展理念,分析研究地热能产业的战略定位、发展路径和关键方向,提出具有全局性、系统性、针对性和可操作性的建议。”庞忠和强调。 他进一步介绍,“长三角地区地热资源及其综合利用研究”包括六大课题,分别为地热资源分布特征与开发潜力评估、地热资源开发利用现状与需求预测、资源勘查创新技术、开发利用创新技术、产业发展创新模式、产业发展战略建议。 该研究项目预期成果包括完成《长三角地区地热资源及其综合利用研究报告》、形成具有可操作性的咨询建议并提交中国科学院地学部常委会和长三角地区政府机构、总结长三角地区地热资源开发利用及管理成果形成学术论文和行业标准、培养相关行业人才等。 在组织管理方面,该研究项目成立以汪集暘院士为项目负责人的咨询顾问组,以庞忠和研究员为组长的项目工作组以及课题负责人研究团队。参与单位包括中国科学院地质与地球物理研究所、上海市地矿工程勘察院、沪苏浙皖四省市的地质调查研究院等18个单位,共60余人,研究成果预计2021年底完成。 据了解,自20世纪70年代以来,中国科学院地质与地球物理研究所长期开展地热地球科学研究工作,最早开展全国大地热流质量研究地热资源形成分布特征以及全国地热资源潜力评估工作,为地热资源勘探开发奠定了基础。近年来,该所地热团队重点开展了地热清洁取暖规模化研究,并且通过产学研结合,在雄安新区试验区示范基地建成了“雄县模式”,产生了显著的社会经济效益与环境效益。