地大熱能：當前,“雙碳”目標持續(xù)推動能源轉(zhuǎn)型。作為能量密度遠高于其他可再生能源的地熱能資源,能否再次得到重視和發(fā)展?

作為來自于地球內(nèi)部巖石圈中的天然熱能,地熱能不僅儲量豐富,而且是清潔低碳能源。和不同發(fā)電品種橫向?qū)Ρ?地熱發(fā)電有何特點?

地熱發(fā)電最大的優(yōu)勢是低碳和穩(wěn)定。

各種能源的二氧化碳排放差異巨大,不同能源的利用系數(shù)差異明顯。比較各種能源的二氧化碳排放率,煤炭和石油的二氧化碳排放率最高。天然氣的碳排放率只是比煤炭少了一半,屬中等排放。低排放的可再生能源中,生物質(zhì)能和太陽能稍高,地熱能、風電和水電最低。

能源的利用系數(shù)是指在一年8760小時中能被利用多少小時的百分率。以《中國統(tǒng)計年鑒》發(fā)布的數(shù)據(jù)計算,我國火電的利用系數(shù)在54%上下。水電和生物質(zhì)能的利用系數(shù)分別為42%和52%,太陽能和風電的利用系數(shù)僅為14%和21%。地熱能的利用系數(shù)為72%,核電的利用系數(shù)高達88%。地熱發(fā)電沒有波動性和間歇性,其等效利用系數(shù)達0.7%～0.9%,建設(shè)同容量機組能獲得最大的電力產(chǎn)出,穩(wěn)定性甚至可以同火力發(fā)電相媲美。羊易地熱發(fā)電站是我國海拔最高的地熱電站,每年可穩(wěn)定發(fā)電8732小時,中間只需數(shù)小時的停電檢修時間。相比之下,2022年我國風力發(fā)電年均利用小時數(shù)為2259小時,光伏發(fā)電為1202小時,水力發(fā)電為3500小時左右。因此,地熱發(fā)電的年均利用小時數(shù)是水電、風電、光伏的2～7倍。

在我國,供熱、溫泉洗浴等地熱能的直接利用已愈發(fā)受到人們的青睞。目前,地熱發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀如何?

雖然地熱發(fā)電優(yōu)勢明顯,但令人尷尬的是,我國地熱發(fā)電的建設(shè)規(guī)模落后于世界上很多國家。我國地熱發(fā)電起步不算晚。1970年,我國成為世界上第8個地熱發(fā)電國家,但近30年來發(fā)展緩慢。截至2022年底,全球地熱發(fā)電裝機量約1.6億千瓦,我國地熱發(fā)電裝機量僅為5萬多千瓦,占全球總裝機量的0.3%。

20世紀70年代,我國建成了7處中低溫地熱發(fā)電站,其中1971年江西省宜春溫湯67攝氏度地熱發(fā)電創(chuàng)造了世界最低溫度的地熱發(fā)電紀錄。但由于中低溫地熱發(fā)電效率低、成本高,大部分在運行數(shù)年后被放棄。

而高溫地熱資源在我國以西藏蘊含量最為豐富。20世紀70年代建成的西藏羊八井地熱電站,發(fā)電量曾占拉薩電網(wǎng)的近一半,冬季可承擔拉薩60%的用電,是國家地熱能開發(fā)的成功范例。此后,近20年我國地熱發(fā)電幾無進展。

接過羊八井地熱電站發(fā)展“接力棒”的是西藏羊易地熱電站。從2009年開始試運行,到2018年羊易一期1.6萬千瓦地熱發(fā)電項目完成上網(wǎng)。機組每年連續(xù)運行均在8300小時以上。在此期間,羊八井電站采用國產(chǎn)閃蒸機組年運行近7000小時,但因回灌不夠和設(shè)備老化,于2017年退役了900千瓦,并于2020年全部關(guān)停。2017年華能集團曾擬改造羊八井地熱電站,但由于未等到上網(wǎng)電價補貼政策而放棄。

目前,我國地熱發(fā)電僅剩羊易電站在維持運行,另有幾處數(shù)百千瓦的小機組。羊易地熱電站二期1.6萬千瓦項目已進入可研報告編制階段,計劃投資4.8億元,并規(guī)劃在取暖、蔬菜溫室、醫(yī)療和康養(yǎng)等方面展開應(yīng)用。近幾年,中核集團進入西藏谷露地熱田進行勘查,2023年已成功鉆成5眼地熱生產(chǎn)井,產(chǎn)能超過擬開發(fā)的2萬千瓦發(fā)電指標,平均單井產(chǎn)能達到5600千瓦,高產(chǎn)井成井率達80%以上,遠超全球地熱電站單井平均產(chǎn)能。目前計劃進入建設(shè)階段,并計劃于2025年建成一期2萬千瓦地熱電站。

想要充分實現(xiàn)地熱發(fā)電的價值,如何突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展卡點?

地熱發(fā)電項目建設(shè)成本主要集中在前期勘探鉆井環(huán)節(jié)。勘探成功后,若建設(shè)規(guī)模小,將無法形成規(guī)模效應(yīng),會推升地熱發(fā)電開發(fā)成本,從而陷入一種惡性循環(huán)。

不妨從世界地熱發(fā)電的鼻祖——意大利拉德瑞羅地熱電站的成功經(jīng)驗來探尋發(fā)展之道。此前相關(guān)文獻表示,地熱電站的生命周期為25～30年。而該電站建成至今已經(jīng)110余年,近10年內(nèi)仍保持穩(wěn)定產(chǎn)出。究其原因,一是設(shè)備更新,至1990年已將38萬千瓦老設(shè)備全部退役,逐步替換上了高效率的新設(shè)備,利用同樣的地熱資源可以發(fā)出更多的電,59.45萬千瓦的裝機容量已超過原有裝機規(guī)模。二是提升地熱資源利用效率,既加強了地熱尾水回灌,從而緩解了衰減,又向深部和外圍擴展鉆成了一批新的地熱生產(chǎn)井,新鉆井的地熱儲層滲透性較差,但增加了氫氟酸洗井工藝以提高產(chǎn)能。

我國地熱電站要實現(xiàn)有所盈利,可以像意大利拉德瑞羅項目模式那樣,適時對設(shè)備進行更新?lián)Q代,實現(xiàn)長期發(fā)展以獲得更長久效益。所以,從長遠角度看,地熱發(fā)電是經(jīng)濟可行的。

“十一五”期間,風電裝機5年增長了670倍?！笆濉逼陂g,光伏發(fā)電裝機5年增長了100倍。“十三五”期間,本來大有希望的地熱能,僅完成了計劃指標的3.6%。為何會造成這么懸殊的落差呢?其中的原因是,風電和太陽能發(fā)電都享受到了上網(wǎng)電價補貼,地熱發(fā)電卻沒有補貼。由此可見,“卡點”在“補費退稅”。

當前,與地熱發(fā)電相關(guān)的法規(guī)政策函待進一步明確,例如電價補貼政策傾斜。美國、歐盟、土耳其、印尼等國家和地區(qū)均有地熱發(fā)電項目的早期上網(wǎng)電價補貼。此前,我國風電和光伏都享受到了國家優(yōu)惠政策補貼?！?a href="http://kaichele.cn/t/十三五.html" >十三五”期間,我國地熱發(fā)電沒有全國統(tǒng)一的補貼政策。西藏地熱發(fā)電項目的上網(wǎng)電價遠低于內(nèi)地,例如羊易地熱發(fā)電站,此前的上網(wǎng)電價只有0.25元/千瓦時(北京是0.375元/千瓦時)。而且收回的電費里要除去運行成本消耗和稅費,未見盈利,基本是賠本經(jīng)營。不僅如此,按照2020年新出臺的資源稅法,將地熱能列為能源礦產(chǎn),并要求按原礦1%～20%或每立方米1～30元的稅率標準征稅。這項政策使得近一半的回收電費要支付地熱資源稅和水資源費。在目前電價水平下,地熱發(fā)電難以吸引市場更多投入,企業(yè)積極性不高。目前,補貼后的羊八井電站含稅上網(wǎng)電價為0.9元/千瓦時,并且已經(jīng)納入全國可再生能源電價附加分攤項目,經(jīng)濟效益較好。但由于我國地熱電價補貼政策為一站一議,缺乏全國統(tǒng)一補貼政策,后續(xù)開發(fā)的地熱電站收益預(yù)期無法保障。

我國地熱發(fā)電的障礙并非不可克服。土耳其和印度尼西亞脫離礦產(chǎn)資源法而制定、實施地熱法,對地熱勘探的風險適當補助,對發(fā)電實施上網(wǎng)電價補貼,后續(xù)投資者蜂擁跟進,旋即扭轉(zhuǎn)了落后局面,取得大幅增長。我國資源稅法目前對地熱能的收稅,特別是對百分之百回灌的地熱用戶按水量收稅的規(guī)定不夠合理。改善這些方面,才是助力我國地熱發(fā)電加快發(fā)展的“良方”。