地熱對每個去過溫泉的人并不陌生，然而，提及地熱發(fā)電，許多人卻只是略知一二。勘探風險高、技術不成熟、投資巨大等因素，成為地熱發(fā)電市場化道路上不可忽視的障礙。
在接受《中國科學報》記者采訪時，中國地質(zhì)大學能源學院教授李克文表示，如何高效、低成本地利用地熱能發(fā)電是目前亟待解決的關鍵問題，而有效開發(fā)和利用油氣田伴生的中低溫地熱資源，則具有明顯的經(jīng)濟效益。
沉寂的地熱能
我國是以中低溫為主的地熱能源大國，地熱資源十分豐富。國土資源部發(fā)布的官方數(shù)據(jù)顯示，我國的地熱能源潛力接近全球的8%，大陸地區(qū)3000米至1萬米深處干熱巖資源總計相當于860萬億噸標準煤，是我國目前年度能源消耗總量的26萬倍。
中國科學院院士汪集旸表示，從能源開發(fā)利用角度來看，地熱發(fā)電遠比地熱直接利用來得劃算：前者的能源利用系數(shù)平均可高達73%，而后者只為23%。
“能源利用系數(shù)”是衡量能源利用效率的一把尺子。據(jù)了解，在可再生能源大家族中，地熱能的平均利用系數(shù)是風電的3~4倍，太陽能的4~5倍，生物質(zhì)能的1.5倍。因此，地熱能完全可以作為一種基礎載荷來加以利用。
另外，同樣作為可再生清潔能源，太陽能、風能的利用直接取決于天氣，而儲存在地下的地熱能卻不受任何天氣狀況的影響，因此其電站的穩(wěn)定性更高。
然而，遺憾的是，我國地熱發(fā)電卻并不盡如人意。
在日前舉行的第二屆中深層地熱資源高效開發(fā)與利用會議上，中國能源研究會地熱專業(yè)委員會鄭克棪對記者表示，20年來，中國中低溫地熱資源直接利用的能量保持世界第一，但地熱發(fā)電的現(xiàn)狀全球排名卻越來越靠后。
據(jù)了解，目前，地熱能在我國能源結構中所占比例不足0.5%。因受資金投入大、關鍵技術未突破、開發(fā)利用缺乏統(tǒng)一規(guī)范等因素的制約，我國在地熱發(fā)電方面仍處于初級階段。
如今，社會對清潔能源的呼聲愈發(fā)高漲，地熱能重歸公眾視線。不過，業(yè)內(nèi)人士表示，受制于現(xiàn)實中的種種困難，在當前技術條件下，地熱能源開發(fā)難度依然很大，其商業(yè)利用價值還沒有得到應有的重視。
鉆井成本高是最大障礙
在目前化石能源價格條件下，地熱發(fā)電的總成本(包括勘探和鉆井等)通常要比常規(guī)化石能源發(fā)電站高得多，尤其是鉆井成本。
“前期的勘探、鉆井的投入大約占到整個地熱發(fā)電項目成本的2/3。”李克文說，地熱發(fā)電的初期投資，特別是單位千瓦發(fā)電功率的初期投資成本相對較高。
目前國際地熱鉆井成功率約為50%~60%，而對于我國一些復雜的地質(zhì)條件，鉆井成功率要遠低于這一比例。以西藏羊八井電站為例，當初為進一步勘查地熱資源，鉆井隊打下了四口3000米深的鉆井，其中僅有一口井成功發(fā)現(xiàn)地熱。
可以說，勘探、鉆井存在的風險及高昂的初期投資拉高了地熱發(fā)電的裝機成本。由于經(jīng)濟性問題，國內(nèi)曾經(jīng)建立的地熱電站陸續(xù)被迫關停。
另外，對地熱資源不科學、破壞性的開采，也是我國現(xiàn)有地熱利用存在的主要問題。例如，常見的地面沉降、熱儲溫度不可逆降低;將地熱水采出取熱后不進行回灌，而是直接地面排放，對環(huán)境造成污染等。
也有業(yè)內(nèi)人士表示，我國地溫能利用開采設備較為陳舊，對較深地熱資源的開采能力嚴重不足。除此之外，由于淺層地溫能開發(fā)管理部門眾多，也拉低了其開發(fā)利用的速度。
其實，地熱早已是全球各國節(jié)能減排，調(diào)整能源利用結構的重要選擇。因此，如何順應潮流推進我國地熱能的開發(fā)，在高效利用發(fā)電的情況下降低成本，就成為國內(nèi)地熱界亟待解決的首要問題。
從油田尋找突破口
對比高溫地熱發(fā)電，中低溫地熱發(fā)電存在的主要問題是發(fā)電效率較低，因此通常需要采用一些特殊技術，如雙工質(zhì)發(fā)電技術等。由于這些原因，采用中低溫地熱發(fā)電在技術、經(jīng)濟和規(guī)模上的可行性備受質(zhì)疑。
事實上，我國可供發(fā)電的地熱資源，尤其是油田伴生中低溫地熱發(fā)電資源非常巨大。據(jù)近幾年的初步研究，我國的中小型油田可供發(fā)電的中低溫地熱資源就能夠建成2000兆瓦以上規(guī)模的發(fā)電能力。
在李克文看來，利用油田伴生中低溫地熱資源發(fā)電是經(jīng)濟可行的。據(jù)研究，油田伴生地熱資源溫度為120℃左右時，利用產(chǎn)出水地熱發(fā)電的投資回收期在3~5年之間。
李克文表示，利用油田伴生中低溫地熱發(fā)電有著先天的優(yōu)勢，可以很好地解決成本高這一關鍵難題，因為地熱發(fā)電站所需要的配套基礎設施，如井、公路、輸電線路等，油田基本完備。
不僅如此，大量不具備油氣開發(fā)價值報廢油氣井或勘探評價階段的“干井”也可以對其充分利用，采取一定的措施后就能成為地熱井，甚至起死回生變成“熱井”或“油—熱—電”聯(lián)產(chǎn)井，甚至還可以采用先進的分布式方法解決邊遠地區(qū)的用電問題。
根據(jù)初步測算，中國主要油田區(qū)5000米以內(nèi)地熱資源總量約為6000×108噸標準煤。考慮到地溫—深度的對應增加關系，1萬米以下的地溫更高，地熱資源總量將更大。
但不可否認的事實是，由于國家沒有相應的支持政策，確實阻礙了開發(fā)商的投資熱情。對此，諸多專家呼吁，中國地熱發(fā)電的發(fā)展，更需要從國家層面予以足夠的政策保障和科研投入。
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