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地熱能源亟待開發

2012年2月1日

恩斯特•胡恩格斯(Ernst Huenges)教授是德國波茨坦地質研究中心(GFZ)負責人。他認為,地熱是未來全世界能源供應的選項。

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恩斯特•胡恩格斯教授是德國波茨坦地質研究中心國際地質中心的負責人圖片來源: Elisabeth Gantz/GFZ
Bohrmannschaft, Tiefbohrung
深入地熱層需要很高的費用圖片來源: K. Winkler/GZB
Rollenmeißel vor dem Einsatz
三頭鑽頭圖片來源: GFZ Potsdam

德國之聲:地熱能源為什麼是未來的選項?
地熱是亟待人們開發的一種能源。首先有意思的是,儘管地球形成時的剩餘熱量還保留在地球內,但是,有三分之二的熱量是在地殼內不斷產生的(編者按:由於天然放射性)。也就是說,地熱主要來源於地下30至60公里深處。根據目前的技術水準,地熱的開發僅限於10公里之內。原則上,到處都可利用地熱,但是,熱量不能運輸,所以在各個地方尋找地熱是應該考慮並且極具意義的。當然,不同地方利用地熱的成本也不一樣。在有些地區很快會體現出經濟效益。比如,中美洲的條件就很優越,那裡已經有很好的地熱項目用於發電。有火山活動的國家也適合開發地熱,如印度尼西亞,那裡有大片的火山區。

許多國家把地熱作為一種主要能源加以利用。在這一方面領先於世界的是中國,其次是瑞典和美國。小國冰島排名第四,在其首都雷克雅維克,近90%房屋的熱水由地熱能源提供。

您剛才提到發電。也就是說,利用地熱也能發電?
把熱能轉換為其他能源,有多種可能。比如,通過熱產生蒸汽,就可以發電;採用吸熱製冷技術,則可以用熱製冷。這是一個很有意思的選項,也許今後地熱能源會越來越多地得到應用,尤其在熱帶地區。那裡用不著暖氣,但是需要大量的能源製冷,這些能源可以通過地熱提供。

地熱資源,是否取之不盡?
地熱的潛力幾乎不可估量,「政府間氣候變化專門委員會」(IPCC)最新的報告也得出了同樣的結論。據此,地熱將是未來可持續性能源供應的主要選項之一,但是,地熱開發的成本在有些地區可能很高,工程品質欠佳則可能導致問題出現,而且遺憾的是,為了短期利益而過度、快速地抽取地熱,不給地球以補充地熱的機會,這樣的例子也有。利用地熱還需要很多技術訣竅,德國地質研究中心的科學家們正在幫助其他國家培訓技術人員,比如印度尼西亞,為的是有足夠的工程師來開發這一寶藏。

地熱利用至何種程度將有助於阻止氣候變化?
在這一點上,IPCC的報告也表明,地熱能源具有可持續性。無論使用哪種開采技術都會或多或少地造成碳排放,不過開采地熱所排放的二氧化碳,只是開采化石能源造成碳排量的一小部分。如果我們用地熱發電站取代化石燃料發電廠,那麼,就可以減少百分之二至百分之五的碳排放。因此,地熱是一個值得認真考慮的選項。

根據政府間氣候變化專門委員會的《可再生能源與減緩氣候變化特別報告》,通過使用包括地熱在內的可再生能源,到2050年可減排大約三分之一的二氧化碳。據估計,目前全球每年排放的二氧化碳高達300億噸以上。根據一項樂觀的預測,2030年可再生能源的比例將達到43%,到本世紀中葉為77%

地熱能源的利用有哪些風險?
除了經濟風險之外,還有開發方面的風險。鑽探技術和工藝已經有100多年的歷史了,在進行能源開發的時候必須遵守工程技術規則。遺憾的是,也有連最基本的規則都不遵守的例子,導致出現問題。這和地熱本身沒有關係,而是人為事故。開發地熱導致地震的風險很小,但是儘管如此,還是需要專門的知識以及小心謹慎的態度。此外,還得知道循環水可能會溶解地下的物質,比如天然放射物。重要的是封閉循環系統。迄今為止,還沒有因為開發地熱而造成損害,也沒有人員傷亡。

德國南部布萊斯高地區的施道芬市,由於開采地熱為市政廳供暖而出現問題。在鑽探過程中遇到地下水層,地下水因此流入硬石膏層,形成石膏。石膏膨脹又導致當地地表上升,最多處達20釐米,損害200多處房屋。

這樣聽下來,開發地熱有很多注意事項和耗費。那麼,長遠來看,建地熱裝置在經濟上是否合算呢?
當然。即便在發展中國家也有相當比例的地熱。在中美洲,多個國家能源的20%來自地熱,比如薩爾瓦多。在東非,這一技術也在推廣之中。必須有一定的經濟效益,才會有這麼大比例的地熱利用。鑑於化石能源的高成本,地熱要達到經濟性,成本壓力並不高。

但是,地熱的初期投資很高。在這個背景下,地熱對發展中國家來說是真正切實可行的嗎?
是的。我認為東非恰恰最具地熱潛力。遺憾的是,該國很貧窮,又缺乏工程師。但據我所知,肯亞就在積極培養地熱工程師。當然,由於初期投資高,需要發達國家提供資助,而且發達國家也已經這樣做了,例如通過世界銀行在東非投資。目前有許多長期營運的企業,從這點表明這不是一旦投資者撤回就馬上停止運行的短期行為。

您認為這對發展中國家來說,也是一個趕上發達國家的機會嗎?
對具有地熱潛力的發展中國家來說,肯定是這樣的。

那麼,地熱是未來的能源形式?
地熱將是未來能源供應的穩定因素。人們可以在任何季節不分晝夜地利用地熱。地熱具有覆蓋全部能源需求的潛力,但是,要採用地熱提供全部能源,耗費會太大,因此,也要兼用太陽能和風能,如果不發生衝突,也可利用水能和生物質。地熱將成為能源組合的一個重要部分。

感謝您接受我們的採訪。

作者:Po Keung Cheung
責編:當遠

Geysir, Island
冰島的地下蘊藏著可以利用的巨大能量圖片來源: cc-by-sa//ToNG!?
KWK‐Kraftwerk
在地熱發電廠,地熱不僅用於生產暖氣,而且也用於發電圖片來源: GZB