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地热资源量和开发量最大国家美国的经验教训

来源:更新时间:2012-12-07

从资源量和开发量来说,美国都是全球最大的地热大国。由于普遍重视收益性,目前开发周期较短的风力及太阳能比较引人注目。但是作为可再生能源,地热拥有相当长的历史。并且,地热可作为基础电源实现稳定供给,这一方面重新得到认识,因此最近地热开发活跃起来。

关于美国地热发电的情况,我们可以看看美国地热能协会(GEA:Geothermal Energy Association)2012年4月公布的报告。从2010年1月到2012年3月开发了5处地热发电,共计9万千瓦。这样一来,美国地热发电总量达到了319万千瓦(资料1)。这相当于2010年耗电量的3%。目前共有9个州进行着地热发电,按照量的降序,依次为加利福尼亚、内华达、夏威夷、阿拉斯加、犹他、怀俄明、爱达荷、俄勒冈、密西西比,其中加利福尼亚占82%,内华达占15%。

资料1.全球及美国地热开发的变化

(2012/3)

(出处)GEA(Geothermal Energy Association)

目前共有147个项目正在进行开发,130个已确定(confirmed),另外17个尚未确定(unconfirmed)。选址涉及到的州新增7个,分别为亚利桑那、新墨西哥、德克萨斯、路易斯安那、科罗拉多、明尼苏达及华盛顿,目前已经为15个州(不包括密西西比,资料2)。其中,可能性较大的发电输出大约为200万千瓦,处于开发后期的为95万千瓦。另外,由供应商等为开发提供支持的州上升到39个。

资料2.美国各州的动向

GEA(Geothermal Energy Association)

全球最大的地热田盖瑟斯的教训

在美国300万千瓦地热发电中占90万千瓦的,是位于旧金山北方庞大的“盖瑟尔斯地热田”( Geysers geothermal field)。现在山中有18座发电站,其中15座属独立发电运营商Calpine公司所有,并由其运营。

盖瑟尔斯是继意大利拉德瑞罗、新西兰怀拉基之后,全球第三个开发的大规模地热田,1960年开始进行商业运营。在石油危机之后石油价格暴涨的背景下,石油公司等陆续参与进来。之后又因加利福尼亚州采取了可再生能源优惠政策和废气管制措施,开发日益加速,鼎盛时期的输出达到了200万千瓦。

不过由于乱开发导致的后果,目前开始以每年25%的速度锐减。并且已经成为一个反面教材:虽然岩浆温度不会下降,但如果过度开采热水,便无法进行持续利用。之后通过将生活污水的处理水注入地下等,开始进行“回灌”,以缓和衰减率。对于此前经历过淘金热及石油等资源大规模开发的美国来说,“挖掘”是一个可使人一夜暴富的惯用手段。不过,与石油及天然气等资源相比,地热需要更谨慎细致地利用。

加利福尼亚州索尔顿湖地区的地热开发

2010年以后开始运营的9万千瓦地热发电中,最引人注目的是EnergySource公司在加利福尼亚州东南部索尔顿湖地区开发的Hudson Ranch第1地热发电站(输出为4.9万千瓦)(资料3)。

资料3.EnergySource公司的Hudson Ranch第1发电站

(出处)EnergySource公司

无论在量还是质方面,索尔顿湖地区都拥有在美国屈指可数的开发潜力。喷出的热水温度高达600℃,而且有望保持喷出,与电力公司签订了30年的销售合同。该地区的开发权属于著名投资人沃伦?巴菲特投资的CalEnergy公司,EnergySource公司与其签订了租赁合同,对Hudson Ranch地区进行开发。

由于热水温度很高,因此采用了分3阶段减压提取水蒸气的三级闪蒸系统(Triple Flash System),设备利用率(Capacity Factor)高达95%。从3个泉源抽取热水。利用之后的热水有8成通过4个回灌井送回地下,使宝贵的水进行循环。

EnergySource公司经过4年的开发,在2012年3月9日启动了单台设备发电能力达到4.9万千瓦的大规模地热发电站。与亚利桑那州政府运营的电力企业Salt River project公司(SRp)签订了30年的电力销售合同(ppA:power purchase Agreement)。另外,还预定于年底开始着手建设规模为4.9万千瓦的“Hudson Ranch第2地热发电站”,目前已经与Salt River project签订30年的电力销售合同。

将在邻近地区建设化工厂,从水中提取矿物质、镁、锂等有用物质,并去除有害物质,然后将经过处理的水回灌到地下。并且,还与当地建设、运营公司签订了合同,建设过程中的平均雇用人数为200人,最多将增加至250人。运营时将雇用35人。

EnergySource公司预定在2016年之前在该地区开发4.9万千瓦,2020年之前再开发4.9万千瓦。之所以加速进行开发,是瞄准了加利福尼亚州的可再生能源标准(Renewables Energy Standard,RES),其内容是到2020年之前将可再生能源在发电中所占的比例提高到33%。考虑到较长的前置期,开发时间紧迫。另外,日本富士电机公司也在为该业务提供协助。目前正在向一期项目提供蒸汽涡轮,并对二期项目的开发投资了1000万美元。

政策支援方面,联邦政府提供了产量减税(pTC:product Tax Credit,每千瓦时2.1美分)以及投资减税(ITC:Investment Tax Credit,投资额的10%)。并且加利福尼亚州还有可再生能源标准。顺便一提,内华达州的可再生能源标准是在2025年之前提高到25%。

美国是推崇市场原理的国家。州政府提出的高度可再生能源标准在引导地热开发方面发挥了很大的作用。结合免税措施,虽然可再生能源之间将出现竞争,随着作为不稳定电源的风力及太阳能的普及,地热将作为稳定电源发挥竞争力。(日经能源环境网 供稿)

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