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看“冰火之国”如何开发地热
TIME: 2024.07.02

  地热被认为是最可靠的发电来源,可以不断地输送电力,不受气候影响,只要有地热源的地方,就都可以不间断地工作,很多国家都逐渐重视发展地热能。

  北欧岛国冰岛往往被视为全球地热开发的楷模。地热能在冰岛的一次能源中所占的比例已过半,该国约1/3电力来自地热发电站。

  我国地热资源丰富,多年来地热直接利用的能量稳居世界第一,地热能开发利用虽然有了长足的进展,但仍有很大提升空间。总理在考察冰岛地热电厂时说:“我们要向联合国有关组织、特别是冰岛等开发地热比较先进的国家学习。”

  4月21日,中国国务院总理到冰岛最大的地热电站——赫利舍迪地热电站考察。表示,将与冰岛加强合作,开发地热等清洁能源,以应对气候变化。

  4月23日,中国石油化工集团公司宣布,近日已与冰岛奥卡能源控股有限公司签署扩大地热资源开发规模、业务及合作的框架协议。

  我国地热发电行业也曾历尽辉煌。1970年,我国建成了第一座地热电站,变成全球上第七个利用地热发电的国家。1977年建成的西藏羊八井地热电厂更是被国人所熟知,在国际上享有盛誉,承载着我国地热电站的辉煌。

  然而,经历短暂的辉煌后,从上世纪80年代开始,我国的地热发电发展缓慢。近年来,我国的太阳能发电和风力发电发展迅速,这更反衬出同为可再次生产的能源的地热能的落寞和无奈。

  的确,截至目前,我国地热利用量仍占据世界第一的排名,但其中主要贡献力量为浅层地缘热能的利用,包括使用地源热泵技术设备、利用浅层地热资源、解决供热和制冷。在深层地源热能的利用,主要是地热发电方面,我国仍存在地热资源勘探程度低、地热低温发电技术滞后这两个瓶颈。

  冰岛掌握了世界先进的地热利用技术。冰岛国土面积10万多平方公里,与我国浙江省相近。冰岛人口规模30多万,仅相当于我国的一个小县城的人口数量。如果按照人均使用量计算,冰岛的地热利用是真正的世界第一。在技术面前,国土大小和人口多寡均显得苍白,谁先进就向谁学习。

  那么,冰岛地热这块“他山之石”又经历过哪些打磨?掌握了何等造化?又将演绎出什么成就?带着这样一些问题,我们不妨来管窥一番。

  冰岛,英文名Iceland,直译为:冰冻的陆地。听到这一个名字你会想到哪些词汇?寒冷?冰冻?广袤而孤寂的冰川?

  其实,冰岛几乎整个国家都处在火山岩上,冰川还不到国土面积的1/8,冰岛也是世界温泉最多的国家,因为处在冰火交融地,所以它被称为“冰火之国”。

  地理知识告诉我们,地球表面由很多地理板块组成。冰岛就位于北美洲板块和欧洲板块的交界处。从西南向东北,大西洋中脊及其裂谷地带斜贯冰岛。处在地球“开裂处”的冰岛是全球地质活动最活跃的国家之一,经常经历火山或地震。

  福祸相依。在火山地震频发的同时,冰岛也被赋予了各种地热景观,如滚烫的泥浆、蒸汽口、喷泉、温泉湖等。因此,冰岛也被称为“地球上最美的伤痕”。

  比美景更实惠的是丰富的地热资源。冰岛全国约九成居民利用地热取暖,约1/3的电力来自地热发电厂。将交通、供暖和发电都放在一起,地热为冰岛提供了一半以上的一次能源。

  除了地热取暖、发电这些用途之外,冬天里,冰岛人甚至近乎“奢侈”地利用地热让城市里所有的街道和停车场在冬天里都很温暖,以防它们结冰。从这个方面来看,冰岛真是上帝庇佑的地方!

  冰岛首都雷克雅未克,在冰岛语中意为“冒烟的城市”。 而实际上,丰富的地热资源让它享有“无烟之城”的美誉,并被各国游客评选为北欧和波罗的海地区最清洁的城市。

  雷克雅未克的路灯通宵不熄,电力就来自附近的地热电站。正是源源不尽的地热,成就了冰岛“电力富翁”的形象。

  因为人口稀少,冰岛的能源生产能力是本国能源消费的许多倍。于是,冰岛人打起了电力出口的算盘。

  长久以来,冰岛一直希望向欧洲其它国家出口电力,但苦于耗费的成本可能超过盈利而一直未能实施。

  但是在冰岛发电市场上占据大半壁江山的冰岛国家电力公司却未轻言放弃。近日,该公司向国会提交了铺设海底电缆项目的研究报告。报告认为,该项目有很大的可能性实现盈利。

  拟铺设的海底电缆横跨1000公里,要经过复杂的大西洋海底。此外冰岛还要建设多座水电站以满足电力供应。

  一旦建成,将变成全球上最长的海底电缆。该电缆还可能被接入泛欧洲超级电网。或许有一天,冰岛的可再次生产的能源电力将被送到斯堪的纳维亚半岛、北非和中东等地区。

  在冰岛流传着这样的说法,冰岛诗人、历史学家和政治家斯诺里·斯图鲁松曾在自家后院的温泉中沐浴并获取灵感。斯诺里·斯图鲁松也就成了记录在冰岛地热发展史中的一位名人。

  虽然冰岛人很早就直接用地热水洗衣服、做饭,但在真正认识到地热的广泛用途之前,冰岛人并不是特别喜欢地热,因为温泉破坏了饲料草场,影响牧民放牧。

  尽管上世纪20-30年代,冰岛就在雷克雅未克建起了地热供热系统,但之后的几十年间,冰岛能源仍需依赖煤炭。上世纪70年代,冰岛进口煤炭占其能源消费量的75%。

  这种状况在上世纪70年代后得到了改观。彼时,全球正上演着第一次石油危机,而冰岛80%的能源来自石油和煤炭。

  为什么守着宝盆却要饭呢?在石油危机的警钟声中,冰岛人才真正意识到了开发本国地热的重要性。

  此后,冰岛政府就开始在全国范围内资助地热电站建设,政府也给家庭地热供暖以支持。经过几十年的努力,冰岛减少了对化石燃料的依赖。目前冰岛所有电力都来自水电、地热发电等清洁能源,同时该国还建起了完整的地热利用体系,所有供暖系统也都使用地热。

  冰冻三尺非一日之寒,坚持不懈是冰岛地热成功的原因之一。冰岛外交部首席政治顾问卡尔·埃纳尔曾说:“石油危机过去后,很多国家放松了对可再次生产的能源的追求,但是冰岛没有,并一直在推动可再次生产的能源的发展,现在冰岛人正从坚持中获益。”

  得益于水力和地热资源的开发,冰岛现在已变成全球上最洁净的国家之一。当前,冰岛81%能源来自廉价、清洁的可再次生产的能源。虽然经常被当做可再次生产的能源发展的楷模,但冰岛并未裹足不前。

  冰岛的奋斗目标是:到2050年变成全球上第一个全部使用可再生清洁能源,不会再使用煤炭和石油的国家。

  雷克雅未克城外不远的蓝湖温泉是世界著名的温泉疗养地。蓝湖温泉附近蕴藏着丰富的地热资源,冰岛人利用这一得天独厚的条件就地取材,建起地热电站。到处都是白烟滚滚,蒸汽腾腾……

  即便是在雪花飘飞的冬季,湖面依旧热气弥漫,将自己浸泡在温暖的水中,犹如进入仙境,如烟似雾。此时,能源安全、低碳经济、无油国家等话题往往不可能会成为泡温泉放松的游客们所关心的事。但是,可能会让他们惊讶的是,包围着他们的热水正是冰岛摆脱化石能源依赖,成为可再次生产的能源利用世界领先之国的主因。

  冰岛政府曾经算过一笔账,从化石能源切换到地热的30多年里,冰岛节省了约82亿美元的能源进口花费。单就地热空间加热这一项,冰岛每年就能节约1亿美元。

  地热也为冰岛的繁荣做出了重要贡献。冰岛曾经是欧洲经济最贫困的国家之一,在2008年经济危机之前,冰岛已成为一个快速地发展的发达国家。

  利用地热还有助于减少二氧化碳排放。按照冰岛国家能源局的数据,如果每年用在取暖上的石油为64.6万吨,用地热取代石油,冰岛能够大大减少40%的二氧化碳排放。

  当前的主体问题是,冰岛的捕鱼船队仍需依靠进口的石油和天然气。这是冰岛这个传统渔业大国必须要解决的问题。虽然在推行混合动力汽车,但冰岛的交通系统中仍飘荡着化石燃料的味道。与此同时,冰岛的科研机构也正在研究怎么样利用地热发电分裂水中的氢来制备氢燃料。几年前,雷克雅未克已经建成了世界上最便宜的加氢燃料站。

  只要啃下交通运输清洁能源化这块硬骨头,冰岛实现能源消费100%来自可再次生产的能源的前景就不是幻想。

  2008年对冰岛来说是难以挥去的梦魇。在全球经济衰退的打击下,股市一泻千里、冰岛克朗大幅贬值、物价飞涨,大量的失业也随之而来。

  在国家濒临破产时,总理约翰娜·西于尔扎多蒂曾表示,冰岛仍然有两种宝贵的自然资源可助冰岛摆脱危机,那就是渔业和可再次生产的能源。转危为机,冰岛再次推动其能源政策向前发展,并希望以地热为杠杆撬动其经济发展。

  曾几何时,渔业曾是冰岛主要的经济支柱之一,此后伴随渔民的纷纷转行,冰岛渔业已风光不再。许多人认为渔业已不堪重负,更何谈力挽狂澜。

  冰岛政要更是不遗余力地推销本国的地热技术。2010年,上海世博会上,冰岛总统奥拉夫·拉格纳尔·格里姆松在冰岛馆举行的研讨会上说:“冰岛长期以来始终致力于清洁能源的开发与利用,同时与全球各国分享冰岛在新能源开发利用方面的经验,帮助他国迈向可持续发展的未来慢慢的变成了冰岛义不容辞的责任。”

  在同年的天津夏季达沃斯论坛年会上,格里姆松也表示,希望与中国加强在地热开发利用方面的合作,共同努力推动清洁能源的发展。他还见证了冰中两国签署的在内蒙古开发利用地热资源的合作协议。

  在本国经济不景气的情况下,冰岛的工程公司慢慢的变多地瞄向海外工作机会,他们有些由政府甚至是总统直接支持,来赢得国外的地热项目。

  为了扩大地热技术的市场,冰岛第三大商业银行Glitnir始终致力于为地热行业提供金融和咨询服务。该银行地热团队前主管亚历山大·里希特说:“先期投资正欲起效,再过一两年,冰岛会更强烈地感受到全球地热行业对它的需要。”当前,Glitnir银行正在参与投资美国、中国、印度和其他一些国家的地热项目。

  不仅在本国发展地热,其开采经验技术亦出口。冰岛正向世界各地输出地热专家。根据冰岛贸易委员会的统计,从德国到中国再到肯尼亚都有来自冰岛的工程师和地热专家在做地热项目。在与他国进行能源开发合作的过程中,给冰岛带来的经济收益也甚为可观。

  在输出技术人才、解决就业的同时,冰岛也对能源密集型产业敞开了大门。因为廉价而丰富的电力资源,属于能源密集型产业的电解铝加工近年来逐渐发展成为冰岛的主要制造业。美国的世纪铝业、美国铝业和全球铝业巨头力拓都在冰岛有炼制项目。

  太阳能晶硅制造业也受到冰岛的欢迎。4月20日,中国化工集团旗下的中国蓝星(集团)股份公司同冰岛政府签署了关于太阳能多晶硅及金属硅项目的合作意向书。

  数据中心的运营和维护需要耗费大量电力,当前很多数据中心都安家落户在大城市。那里往往电价较高,温室气体排放控制严格,有的国家还要征收碳税。这激发企业寻找廉价且充足的能源供应。而在冰岛,有可靠的清洁能源电力供应,无需缴纳碳税,气候更凉爽,适合数据中心降温。

  据悉,微软和谷歌都在冰岛考察过,并有意向在此建设数据中心。而日立公司已同冰岛的一家数据中心达成合作,利用绿色能源为其跨国客户存储数据。

  为了吸引更多企业来冰岛建设数据中心,冰岛政府已经减少了15%的税负,并承诺建设连接欧洲和北美洲的高速光纤。

  记者曾采访过冰岛国家电力公司的执行副总裁Magnus Bjarnason,他和记者说,吸引熔炼、数据中心和太阳能晶硅厂等能源密集型企业到冰岛投资建厂已成为公司的重要任务。

  地热资源在全球的分布大多分布在在3个地带:第一个是环太平洋带,东边是美国西海岸,南边是新西兰,西边有印尼、菲律宾、日本还有中国台湾。第二个是大西洋中脊带,大部分在海洋,北端穿过冰岛;第三个是地中海到喜马拉雅,包括意大利和我国西藏。

  美国地热发电增长迅速,世界上开发利用地热最好的国家应该是美国。美国不仅地热资源多,而且利用很充分。美国地热资源协会统计数据表明,目前美国利用地热发电的总量为220万千瓦,相当于4个大型核电站的发电量。

  目前,利用地热发电最多的是美国,既包括低温地热利用方面,也包括设备容量。美国现有60万台地热热泵在运转,占世界总数的46%。2011年,美国专业的人建议将地热作为美国“关键能源”。

  菲律宾是世界第二大地热能源开发大国。过去只有高温地热可当作能源利用,现在借助于科技发展,人们已能利用热泵技术将低温地热用于供暖和制冷。菲律宾政府给予可再次生产的能源项目的优惠政策包括赋税优惠期和免稅政策。2008年,地热能源占菲律宾总能源产出的17%,总装机容量达到200万千瓦。2009年,该国政府正就10处地热资源开发项目进行招标,同时还有9项合作正在与公司直接进行商讨,这些合作总共将开发62万千瓦的地热能源。

  印尼目前是居美国和菲律宾之后世界上利用地热生产电力的第三大国。印尼地热能源已探明储量达2700万千瓦,占全球地热能源总量的40%。政府大力倡导使用地热能,政府已经定下指标,到2025年利用多样化能源,其中石油的使用量占20%,远远低于目前的52%,地热用量将增至5%。为了加快地热能源的开发利用,印尼不仅出台了专门的政府法令,同时也积极地吸引投资。2008年,总统苏西洛宣布了4项热力发电站工程真正开始启动,总投资额3.26亿美元。(王海霞)