地热发电技术及其应用前景

论述了干蒸汽发电、扩容蒸汽发电、双循环式发电3种地热发电技术及其特点;从所需地热温度、热效率、开采难度、环境污染、设备及其腐蚀性等方面,对3种地热发电技术进行了对比分析;最后简述了地热发电技术的发展方向与应用前景.     

"双碳"目标背景下我国地热发电现状及技术

目前我国地热发电装机容量远远落后于其他地热资源丰富的国家,在双碳目标背景下,用可再生能源替代传统化石能源是必然趋势,地热发电作为可再生清洁能源之一,应该发挥其应有的作用.本文介绍了我国地热发电现状,并根据我国地热资源情况,介绍了蒸汽扩容发电技术、双工质地热发电技术、全流发电技术以及各技术的适用范围,同时介绍了我国干热岩型地热发电,并提出了在双碳目标背景下我国地热发电发展路线或方向的建议.     

地热发电及其在我国的进展

本文综合论述新能源地热发电的国内外现状和发展,着重介绍我国的地热发电技术和进展。文中首先阐述地热来源、赋存形式和资源量,说明地热作为能源的巨大潜力。接着介绍地热发电简史,国外现状和技术水平。对热水型地热资源的三种热力循环系统及地热发电的经济性作了扼要的讨论。本文列表说明我国各地热试验电站的基本特性和概况,并有羊八井3000千瓦地热机组的热力系统原理图。结束语中谈到国外地热发电最新动向,展望我国地热发电和地热利用的前景。     

我国应大力推展地热能发电与供热（制冷）

地热能源来自地球深部,我国陆壳、地质环境带来广泛而丰富的高温岩体地热能和水热型地热能源。我国是世界上地热储量丰富的国家之一。虽然我国非电地热利用占世界第一,但是地热利用总量很小,特别是地热发电,高温岩体地热（热干岩）发电尚未起步。存在地热资源勘探程度低、地热低温发电技术滞后两个瓶颈。在我国《可再生能源法》引导下,增加地热能源内需投入、参与国际地热发电研究、地热供暖制冷）等开发利用,发展无碳地热经济,为我国建设小康社会和经济强国提供能源基础。大庆油田利用开发石油技术为地热能源的勘探、钻井、压裂、注水（回灌）、采水、地面工程、发电、供暖等提供技术支撑。最近省、市政府有关部门已批准“20万kW高温岩体地热分布式电站示范工程项目”前期工作,开展常规地热发电和高温岩体地热发电,同时供暖、供热水和地源热泵等地热梯级利用。     

全球地热发电现状及展望

随着能源供需矛盾的加剧,各国都在努力加大包括地热在内的可再生能源在能源供给中的比重,构建多元化能源结构。地热资源因其稳定可靠、成本低廉、清洁环保等优点逐渐被各国所认识,开发热度逐年增加。主要介绍了随着地热发电业务近年来迅速增长,全球地热发电总装机容量逐年增加,干蒸汽发电、地热水发电技术日益成熟,干热岩发电技术获得突破,并开始商业化应用。并指出在国家产业政策和技术支持下,中国地热发电业务将快速发展。     

世界地热发电开发新动向

近年来世界地热发电发展迅速,全球地热发电装机容量从2000年的8594MW,增加到2014年的12594MW。亚太地区与北美地区地热发电装机容量居主导地位,分别为4.5GW和3.4GW。美洲地热发电市场以美国、墨西哥和尼加拉瓜为主。亚太地区的地热发电市场主要有印尼、日本、菲律宾和新西兰。美国拥有全球最多的地热资源,估计地热储量约为30000MW,地热能开发规模最大,地热发电居世界第一。北欧冰岛是全球地热开发的楷模,约1/3的电力来自地热发电,地热在一次能源中占54%。菲律宾是发达的地热发电国家,地热发电量仅次于美国,约占国内总发电量的20%。印尼的活火山数和地热潜能居世界第二位。2014年印尼地热发电装机容量居世界第三。目前地热发电量占印尼全国总用量的3%,印尼的地热储量约为29000MW,占全球总量的40%。肯尼亚地热发电开发以惊人的速度向前推进,2014年装机容量达到590MW,肯尼亚的地热发电量占总用电量的49%。地热发电仍以普通型干蒸汽方式与闪蒸方式为主。最近10年利用中-低温地热能的双工质方式发电发展较快。美国不少地热发电企业采用双工质发电方式。近10年来,美国科学家倡导研发了增强型地热系统技术。美国第一个商业增强型地热系统(EGS)项目已成功并网供电。据估计,EGS将使美国100~500GW的潜在地热资源获得利用。     

地热发电综述

从地热工程着眼，本文简要地叙述了地热系统、地热发电概况和不同的地热发电系统。介绍了国内外地热电站的前期准备工作、设计、建造和运行，以及热田管理的一些经验。在此基础上展望了今后几年地热发电技术的进展。     

中国地热发电开发现状与前景

回顾了我国地热发电的发展历程，应该克服“技术上可行、经济上不可行”的“历史性的偏见”。地热发电技术成熟，虽投资成本稍高．但可以替代和节省常规能源，减少污染和二氧化碳排放；再从国际原油价格大幅波动，最高时已接近每桶150美元来看。肯定是有竞争力的。我国藏滇地热带有高温地热资源分布，可用于地热蒸汽发电；中低温地下热水中温度较高者可以先发电，再将排水作综合利用。我国已开始增强型地热系统这一领域的研究工作。     

地热发电的投资经济分析

地热能是一种清洁的可再生能源,越来越多的国家宣布支持地热开发。地热发电必须考虑到影响成本的各种因素,地热发电的成本主要由初始投资和电力生产运行及维护成本两部分组成。地热项目具体的投资成本与资源特征和现场条件有着非常密切的关系,资源的温度、深度、化学特性和渗透性是影响发电成本的主要因素。与传统化石燃料发电相比,地热发电已具有相当的竞争力,在生命周期内地热发电厂的平均成本大大低于传统燃料发电厂。另外,地热发电还有抵消化石燃料价格波动对电力市场影响的作用,有利于促进农村和偏远地区经济发展,有利于能源供应多元化。当然,地热能发展也面临着一些障碍,包括钻井的成功率、地热技术尚不够完善以及项目启动成本高等。建议今后地热资源的利用不再仅局限于极少数高温地热项目中,而是尽可能发掘地热资源的所有潜力。     

高温岩体地热开发的技术经济评价

介绍了对美国Fenton Hill(芬登山)地区高温岩体地热开发所作的投资分析，以及应用MIT经济模型进行的高温岩体地热发电开发成本的预测与评价。研究认为，高温岩体地热资源从技术上来说是重要的潜在能源，但钻井技术和人工储留层的建造技术是阻碍其商业发展的关键因素；目前高地温梯度的高温岩体地热发电已具有商业竞争力，采用先进的线性钻井技术后，将使所有等级的地热梯度的高温岩体地热发电电价具有商业竞争能力。