中美地热资源开发利用现状对比

  摘要：我国使用地热能源的历史悠久,但在地热开发利用方面仍存在很多不足。因此,了解我国的地热资源开发利用现状并学习国外先进经验对我国未来地热能源发展具有重要意义。我国地热资源利用主要以直接利用为主,目前总设备容量达到3688MWt,地热直接利用居全球第一:美国地热资源利用则主要以发电为主,总装机容量为3086.6MW,地热发电居世界第一。此外,中美两国在地热开发利用的能源环境及发展政策方面也存在很大的差异,我们认为,完善地热开发的制度法规建设将成为推动我国地热能源开发进一步发展的强大动力。
 
  关键词：中国；美国；地热能源开发利用
 
  一、概述。
 
  能源短缺己成了当前每个国家经济和社会稳定发展所面临的严峻挑战,寻找替代能源是我们当今面临的重大难题川。与煤炭、石油和天然气等传统能源相比,地热能源具有经济、环保、安全、稳定、技术相对其他新能源更加成熟等一系列优点,因此,从社会发展的长远角度看,地热能无疑将会成为新能源家族中的主干力量。目前,地热资源丰富且利用得好的国家主要有美国、中国、日本、意大利、冰岛、新西兰、印尼以及菲律宾。
 
  中美分别作为地热能源直接利用和发电装机容量的第一大国,在地热资源的开发和利用方面都有各自特点。本文通过对中美两国地热资源的分布、开发利用状况的对比,以期更好地了解我国地热能源开发利用存在的不足,并借鉴美国地热开发的成功经验以促进我国地热开发利用的发展。
 
  二、中美地热资源分布。
 
  一般把储存在地球内部的热量统称为地热能,其主要来源有两个方面:一是地球深层的高温熔融体,二是放射性元素的衰变所释放的能量,主要集中在火山、地震活动频繁的活动构造带等区域。从全球来看,地热资源主要集中在以下四个地热带:环太平洋地热带、地中海一喜马拉雅地热带、大西洋洋中脊、红海一亚丁湾一东非裂谷地热带。
 
  (一)中国的地热资源的分布。
 
  我国国内众多的隆起山地和沉积盆地蕴藏着储量较为丰富的地热资源。国内主要的水热异常区有:藏南一川西一滇西水热活动密集带、台湾水热活动密集带、东南沿海水热活动密集带和胶东半岛水热活动密集带,其中高温地热资源主要仅分布在西藏、云南、台湾等少数地区,而中低温地热资源则遍及全国30多个省市和自治区。
 
  (二)美国的地热资源的分布。
 
  美国同中国一样,蕴藏有丰富的地热资源。美国西海岸地处环太平洋地热带上,而环太平洋地热带又以显著地高热流、年轻的造山运动和活火山活动闻名。美国的西部地区的热流密度要高于东部地区,广泛分布着高温地热资源,而东部则主要以中低温地热资源为主。
 
  (二)美国地热资源的利用现状。
 
  美国地热的发展始于19世纪初期,随着欧洲殖民者进入而揭开序幕。1892年,世界第一个地热区域供暖系统在美国博伊西市建成,38年后美国的第一个商用温室又在该处建成。到20世纪中叶,美国俄亥俄州立大学教授CarlNielsen研发的地源热泵技术取得了成功并引发地热技术开始向美国东部转移。1960年,美国第一座发电量nMw的地热电站于加州盖沙斯地热田落成,顺利运行长达30年之久。之后随着美国政府对地热的逐步重视,美国地热发电和综合应用都有了显著发展。截至2005年,美国在地热直接利用的年产能为8678.2GWh,居世界第三。美国地热直接利用如今已扩展到包括旅游度假、水产养殖、食品加工和温室种植等在内的诸多领域,其中主要用于水产养殖、温泉开发及空间区域加热等方面。
 
  美国的地热能发电的在线装机容量引领世界,并且仍然源源不断地增加在地热能源开发利用方面的投入。
 
  截至20ro年4月,美国的总装机容量有3086.6MW,成为世界上地热发电的第一大国。目前美国在加利福尼亚、内华达州及犹他州等九个州都已成功建成地热电站并投入运行。此外,亚利桑那州和路易斯安那图2美国地热直接利用的比重图州等也很快将会利用地热进行发电。具体的在线发电装机容量及发展中的容量如表2所示。美国将继续大力发展地热能资源开发利用,规划发展中的潜在装机容量为4584~7875MW,因此,一旦美国规划的地热发电站上线,再加上原有的在线的装机容量,美国的总容量将达7875.16MW。
 
  四、中美地热资源的利用对比分析。
 
  通过上述关于中美的地热资源的分布及利用现状的对比不难看出两国在地热开发利用上仍存在较大差距。在资源分布方面,中美的地质环境的差异导致了美国地热分布较中国来说更加广泛、均匀,进而使得美国地热开发较易于中国。在资源利用方面,中国由于地热资源特性、应用历史和社会观念的影响,更倾向于地热的直接利用;而美国更多地关注地热资源的能源价值利用,倾向于地热发电。下面我们仅从中美能源环境和中美地热发展政策两方面来分析中美地热发展产生差异的现实原因。
 
  (一)中美能源环境。
 
  改革开放以来,中国在社会、经济、文化和科技等方面开始都有了很大的进展,特别是21世纪初期,中国经济一直以7%左右的速度高速增长。而美国作为老牌的资本主义强国,社会制度和经济模式显然发展成熟,各个领域实力雄厚。根据中美1980年和2007年的能源消费及碳排放对比,从中我们可以看出,在近30年来的发展历程中,中国的能源消费和COZ排放上升了3倍左右,而美国却仅有几个百分点的变化。中国经济的快速发展必然导致巨大的能源消耗,在经济落后而无法兼顾环境的前提下,势必导致包括地热在内的新能源发展滞后。相反,美国可以凭借其雄厚的经济实力,在维持经济增长的同时兼顾环境效益,投入巨资来开发地热能源。
 
  (二)中美地热发展政策。
 
  美国的地热政策发展已有40年之久。《1967年加州地热法案(CallfomiaGeothermalActof1967)》、《1970年联邦地热蒸汽法案(FederalGcoth~alSteamActof1970)))确立了地热定义及其所有权l’ed题。之后《1975年能源安全法案(Ene嗯ysec硕tyAetof1978)))、《1979年公用事业管制政策法案(内blieutiliuesRegulato汀几lleyAet(puRpA)or1979)》、地热贷款担保计划(GcothermalLoanGuaranteeProgram)和商业投资抵免政策(TheBusinessInvestmentCredit)等一系列法案都加大了对地热勘探、地热钻井、地热开发利用等方面的投入,同时,通过提供研发经费、示范补贴、减免税款、发放贷款等许多优惠措施来鼓励私人投资地热发电。美国因此掀起了地热利用的高潮,许多地热电站投产运行。21世纪初,《美国西部地热电力计划(Ge叩。weringtheW七st)》、《可再生资源发电配额制度(RenewablePortfolioStandards)》、《美国地热资源恢复再投资法案(^m颐eanocothermalResources砒eyelingReinvestmentAet)))和((2007年先进地热能研究与开发法案(AdvaneedGeothermalEne嗯yResearehAndDevel叩mentAetor2007)》等法案对以往的各项法案进行了必要的修订,完善原有的法律,增强了其适应性,并将技术研发与经济和政治紧密联系在一起。
 
  中国地热能源开发被明确列入新能源所鼓励发展的范畴是从《2《X)6年中华人民共和国可再生能源法》法案的颁布后才开始的。之后虽然在《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》、《建设事业“十一五”重点推广技术领域》、《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》以及《可再生能源中长期发展规划》中对地热资源利用有所提及,但并没有出台专门性的法律规范地热的。
 
  五、结语。
 
  在能源与环境成为两大时代主题的今天,以传统化石能源为基础的能源结构己无法满足我国社会发展的需要,新能源必须担当起历史赋予的使命,而地热能作为新能源家族中的一员,由于其具有的一系列优点,必将成为新能源开发利用中的重点。我国与美国具有相当的地热资源,在直接利用上己取得了良好的成果,但是在地热发电上却与美国相差甚远。我国应该改变地热开发利用方式的比例,通过地热发电来达到资源利用的最大化。现阶段我国的工作重点应该放在完善地热开发利用的制度法律规范建设上。最后,我们相信在政府积极的努力和投入以及地热工作者的技术支持下,地热资源的开发利用在中国会有一个更加明朗的未来。