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地热能源亟待开发

2012年2月1日

恩斯特•胡恩格斯(Ernst Huenges)教授是德国波茨坦地质研究中心(GFZ)负责人。他认为,地热是未来全世界能源供应的选项。

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恩斯特•胡恩格斯教授是德国波茨坦地质研究中心国际地质中心的负责人图像来源: Elisabeth Gantz/GFZ
Bohrmannschaft, Tiefbohrung
深入地热层需要很高的费用图像来源: K. Winkler/GZB
Rollenmeißel vor dem Einsatz
三头钻头图像来源: GFZ Potsdam

德国之声:地热能源为什么是未来的选项?
地热是亟待人们开发的一种能源。首先有意思的是,尽管地球形成时的剩余热量还保留在地球内,但是,有三分之二的热量是在地壳内不断产生的(编者按:由于天然放射性)。也就是说,地热主要来源于地下30至60公里深处。根据目前的技术水平,地热的开发仅限于10公里之内。原则上,到处都可利用地热,但是,热量不能运输,所以在各个地方寻找地热是应该考虑并且极具意义的。当然,不同地方利用地热的成本也不一样。在有些地区很快会体现出经济效益。比如,中美洲的条件就很优越,那里已经有很好的地热项目用于发电。有火山活动的国家也适合开发地热,如印度尼西亚,那里有大片的火山区。

许多国家把地热作为一种主要能源加以利用。在这一方面领先于世界的是中国,其次是瑞典和美国。小国冰岛排名第四,在其首都雷克雅维克,近90%房屋的热水由地热能源提供。

您刚才提到发电。也就是说,利用地热也能发电?
把热能转换为其他能源,有多种可能。比如,通过热产生蒸汽,就可以发电;采用吸热制冷技术,则可以用热制冷。这是一个很有意思的选项,也许今后地热能源会越来越多地得到应用,尤其在热带地区。那里用不着暖气,但是需要大量的能源制冷,这些能源可以通过地热提供。

地热资源,是否取之不尽?
地热的潜力几乎不可估量,“政府间气候变化专门委员会”(IPCC)最新的报告也得出了同样的结论。据此,地热将是未来可持续性能源供应的主要选项之一,但是,地热开发的成本在有些地区可能很高,工程质量欠佳则可能导致问题出现,而且遗憾的是,为了短期利益而过度、快速地抽取地热,不给地球以补充地热的机会,这样的例子也有。利用地热还需要很多技术诀窍,德国地质研究中心的科学家们正在帮助其他国家培训技术人员,比如印度尼西亚,为的是有足够的工程师来开发这一宝藏。

地热利用至何种程度将有助于阻止气候变化?
在这一点上,IPCC的报告也表明,地热能源具有可持续性。无论使用哪种开采技术都会或多或少地造成碳排放,不过开采地热所排放的二氧化碳,只是开采化石能源造成碳排量的一小部分。如果我们用地热发电站取代化石燃料发电厂,那么,就可以减少百分之二至百分之五的碳排放。因此,地热是一个值得认真考虑的选项。

根据政府间气候变化专门委员会的《可再生能源与减缓气候变化特别报告》,通过使用包括地热在内的可再生能源,到2050年可减排大约三分之一的二氧化碳。据估计,目前全球每年排放的二氧化碳高达300亿吨以上。根据一项乐观的预测,2030年可再生能源的比例将达到43%,到本世纪中叶为77%

地热能源的利用有哪些风险?
除了经济风险之外,还有开发方面的风险。钻探技术和工艺已经有100多年的历史了,在进行能源开发的时候必须遵守工程技术规则。遗憾的是,也有连最基本的规则都不遵守的例子,导致出现问题。这和地热本身没有关系,而是人为事故。开发地热导致地震的风险很小,但是尽管如此,还是需要专门的知识以及小心谨慎的态度。此外,还得知道循环水可能会溶解地下的物质,比如天然放射物。重要的是封闭循环系统。迄今为止,还没有因为开发地热而造成损害,也没有人员伤亡。

德国南部布莱斯高地区的施道芬市,由于开采地热为市政厅供暖而出现问题。在钻探过程中遇到地下水层,地下水因此流入硬石膏层,形成石膏。石膏膨胀又导致当地地表上升,最多处达20厘米,损害200多处房屋。

这样听下来,开发地热有很多注意事项和耗费。那么,长远来看,建地热装置在经济上是否合算呢?
当然。即便在发展中国家也有相当比例的地热。在中美洲,多个国家能源的20%来自地热,比如萨尔瓦多。在东非,这一技术也在推广之中。必须有一定的经济效益,才会有这么大比例的地热利用。鉴于化石能源的高成本,地热要达到经济性,成本压力并不高。

但是,地热的初期投资很高。在这个背景下,地热对发展中国家来说是真正切实可行的吗?
是的。我认为东非恰恰最具地热潜力。遗憾的是,该国很贫穷,又缺乏工程师。但据我所知,肯尼亚就在积极培养地热工程师。当然,由于初期投资高,需要发达国家提供资助,而且发达国家也已经这样做了,例如通过世界银行在东非投资。目前有许多长期运营的企业,从这点表明这不是一旦投资者撤回就马上停止运行的短期行为。

您认为这对发展中国家来说,也是一个赶上发达国家的机会吗?
对具有地热潜力的发展中国家来说,肯定是这样的。

那么,地热是未来的能源形式?
地热将是未来能源供应的稳定因素。人们可以在任何季节不分昼夜地利用地热。地热具有覆盖全部能源需求的潜力,但是,要采用地热提供全部能源,耗费会太大,因此,也要兼用太阳能和风能,如果不发生冲突,也可利用水能和生物质。地热将成为能源组合的一个重要部分。

感谢您接受我们的采访。

作者:Po Keung Cheung
责编:当远

Geysir, Island
冰岛的地下蕴藏着可以利用的巨大能量图像来源: cc-by-sa//ToNG!?
KWK‐Kraftwerk
在地热发电厂,地热不仅用于生产暖气,而且也用于发电图像来源: GZB