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弊大于利?你所不了解的地热能

2016-11-18 08:22:24 财新-无所不能   作者: 蔡德宇  

近年来有不少对于地热能丰富储量的乐观预测,同时地热能也是大家推崇的清洁能源之一。下面让我们详细地了解一下地热能。

据美国地热能协会(Geothermal Energy Association)预测:“在近期或不远的将来,美国的地热发装机容量可达10GW。”这一发电量可以满足整个加利福尼亚州20%的电能需求。这一预测最吸引人的地方是“地热能技术可以在短期内可行”,这似乎是在与二氧化碳的斗争中我方强大的武器。同时,也有人预测美国地热能的储量是目前美国每年耗能量的60000倍。

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尽管这些能源就在我们脚下几英里深的地方,而且储量极为丰富,但是要在不使全球变暖问题恶化的前提下高效的使用这些能源就困难了。一个很好的例子就是美国犹他州一座十分低效的地热电站,该电站刚刚运行了六个月,而它最好的运行状态只是以5MW的功率向给安纳海姆市供电,但同时以4MW的功率向落基山电力公司(火电)买电来弥补其出力不足。

这座电站不但没能给投资者带来可观的回报,而且增加了碳排放。

地热能电厂还要面对诸多公众的反对意见。无论是过去还是将来,建造地热电厂都需要纳税人掏腰包,而公众的短期预期很可能早早就为这种能源敲起了丧钟。在六世纪以前发生过一件事,至今它依然影响着人们对于从获取地热能的态度。

1356年10月的一天,瑞士巴塞尔市(Basel)发生了大地震,根据史料记载,“大部分石制建筑,无论是教堂、塔楼还是房屋,无论是在市内还是市郊皆未能幸免,数十万人被夺去了生命。”

基于这段历史,当现代的巴塞尔城在2007年1月遭受里氏3.6级地震袭击时,人们的惊吓乃至恐慌也就是情有可原的了。地震就发生在一个钻井现场,这一施工项目试图通过在城市地下钻井获取地热能,在城市内进行这种工程并不常见。人们普遍认为地热发掘会引发强烈的地震,所以巴塞尔城居民结合城市的历史就把地热项目视为罪魁祸首。像这种因电厂施工引发人为地震造成重大经济损失的案例有两起,一起是在德国的兰道(Landau),另一起就是发生在瑞士的这一次,最终结果都是地热电厂被迫关停。

不过真正令工程无法继续的是刑事和民事诉讼。马库斯·哈林(Markus Haering)是承接巴塞尔钻井项目公司的首席执行官,瑞士检方起诉他故意引发山体滑坡对财产造成损失。他否认了一切指控,并于2009年被判无罪。尽管像这种以公司名义接受起诉,并在公司机构的运作庇护下,处罚不会严重多少。但当检察官将矛头指向个人,并讨论那些参与地热发掘的员工要判多少年刑期时,整件事就要从新的角度更加认真的考虑了。

阿尔塔岩石能源公司(AltaRock Energy)是另一家开发先进地热能源技术的企业,其位于北加利福尼亚的首次深井钻探却也不得不以失败告终。他们花费了将近1700万美元,其中包括美国能源部的投资。他们的钻井作业不得不在距离热源2.3英里的地方停了下来,而且最终放弃了尝试。

相比钻井取油,钻井取热中所涉及的成熟技术要少很多。石油地质学家能清楚地了解油田的位置,石油一般都会位于比较合理的深度。另外,石油钻井的工人凭借数十年来累积的经验以及该地的勘测制图可以掌握该地区石油的品质。相比之下,在钻取地热能的时候,我们甚至连究竟有哪些污染物伴随热能一同涌出都不知道。

无论地热能是以什么形式出现,无论是高温、高盐度的水或是蒸汽,必定会有多种污物一同喷出。伴随地热能一同出现的盐水可以说是所有的水当中最不受人欢迎的了,处理它的方法要么就是用高压将其打回地下,要么就是转化成可饮用的水而融入我们的水系统,可是前者会降低地热电厂的能源产量,而后一种途径又无法完全保证这些有毒的水不会因一些偶发的意外而直接进入我们的河流之中,何况这种情况其实早已发生过。

除了污水之外,受污染的空气也是地热电站的副产品之一。根据《能源倡导者》(Energy Advocate)2001年刊登的一篇文章,“令人颇为吃惊的是,地热电厂现场的那些裹挟着地下热能喷出的热空气中也含有二氧化碳。与南加利福尼亚电力公司签订购售电协议的共有20座地热电站。它们每生产1GWh的电能就会产生730吨的二氧化碳。”令人吃惊的还在后头,“纵观全美所有的燃气电站,平均每生产1GWh的电能就会产生519吨二氧化碳。尽管地热电站并没有燃烧化石燃料,但与普通的燃气电站相比,地热电站产生的二氧化碳要比燃气电站多出41%。”

这一排放程度已经逼近了燃油电站的水平,比起温室气体排放最为严重的燃煤电站也不差多少。除了二氧化碳之外,还有其他的有害气体会随着热气一同涌出,包括一氧化氮、硫化氢、二氧化硫。

使用地热能的关键就是最好开发浅层地热能,距离地表近且分布面积大。地球上的地热能源非常丰富,但绝大多数因巨额的开采成本而令人望而却步,另外像风能一样,地热能源点很可能都远离人口集中的区域。

考虑到地热能的温室气体排放、选址、法律冲突、钻取难度、水污染、地震以及其他各种问题,地热能并不是一种非常理想的清洁能源,地热能的广泛使用还需要长途的努力。另外,出于地球本身考虑,这也不是一个好的选择。

【本文作者蔡德宇 来自上海电力股份有限公司 计划发展部】




责任编辑: 李颖

标签: 地热能

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