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美国全球地热能开发第一国-【zixun】

发布时间:2021-10-12 17:10:13 阅读: 来源:液压滤芯厂家

美国:全球地热能开发第一国

美国位于环太平洋地热带,热容量排名世界第一。近年来,美国不断加大对地热能技术创新的投入,不仅使美国地热产业得到迅猛发展,而且使得美国能用比以往任何时候都低的成本,获得更多无碳排放的清洁能源,并且创造数千个就业机会,进而推动美国经济发展。

美国地热资源分布

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-喜马拉雅地热带、大西洋洋中脊、红海-亚丁湾-东非裂谷地热带。

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的高热流、年轻的造山运动和活火山活动闻名。美国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。

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Carl Nielsen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11兆瓦的地热电站在加州盖沙斯地热田落成,并顺利运行长达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8678.2百万千瓦时,居世界第三。

根据美国地热能源协会统计,2010年美国地热发电能力达到3093兆瓦,为世界上最大的地热发电生产国,现有60万台热泵在运转,占世界总数的40%左右。假设能够把埋藏在美国地下3000多米深的地热资源充分利用起来,依照现今的使用数据来看,能够满足美国未来3万年的能源需求。

但是,把能源完全利用起来的可能性几乎为零,这既是一个技术问题,也是一个经济问题。然而仅仅从这部分能量中拿出5%,也足以满足全美3亿人口的用电需求。对于这个5%的目标,美国国家能源部可再生能源实验室宣布到2050年就可以实现。届时,通过地热资源能发电2600亿千瓦时,对煤炭资源的依赖将会减少1/3。

一般来说,地热发电是将地下的热水或热气用管道输送到地表,然后利用其驱动涡轮机来带动发电机产生电能。地下热水的温度决定了涡轮机的工作效率。水温越高,工作效率越高,同时,地热水最低温度也需要达到93.3℃。然而,地下只有有限的热源有水存在并且能加以利用。

目前,美国地热直接利用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。图为现阶段美国地热直接利用在各领域的比重。

美国地热发电一直保持快速发展。1980~1989年增长18%,1990~1998年增长0.14%,增长速度明显降低。地热装机容量从1990年的2774兆瓦、1995年的2816兆瓦,降到2000年的2228兆瓦。2000年地热装机容量占全国总装机容量的0.25%,地热发电量大约占全国能源供应量的0.4%。

近日,美国能源部部长朱棣文对外宣布:能源部将利用美国恢复和再投资法案资金投资3.38亿美元,支持地热能开发及先进地热能应用技术研发项目。这笔资金资助的地热能源项目涉及美国32个州,123个项目。受资助的地热能项目主要来自私人企业、学术研究机构、部落团体、地方政府以及能源部所属的国家实验室。来自私人企业和非联邦政府的地热能项目匹配资金比例大于1∶1,总数为3.53亿美元。

目前,美国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2010年4月,美国的总装机容量达3086.6兆瓦,成为世界上地热发电的第一大国。目前美国的加利福尼亚州、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州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所示。目前,美国规划发展中的潜在装机容量为4584~7875兆瓦。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7875.16兆瓦。(见表)

在资源分布方面,美国地热分布较中国来说更加广泛、均匀。这也使得美国地热开发在一定程度上易于中国。而在资源利用方面,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。

美国地热发展政策

美国地热发电增长迅速,是世界上利用地热发电最多的国家,美国专家将地热作为美国未来发展的“关键能源”。美国的地热政策发展已有40年之久。1967年《加州地热法案》、1970年《联邦地热蒸汽法案》确立了地热定义及其所有权问题。之后1975年《能源安全法案》、1979年《公用事业管制政策法案》、地热贷款担保计划和商业投资抵免政策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》《可再生资源发电配额制度》《美国地热资源恢复再投资法案》和《2007年先进地热能研究与开发法案》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。

美国先后出台了《21世纪清洁能源的能源效率与可再生能源办公室战略计划》《国家能源政策法》《能源战略计划》等法律,其中涉及的内容包括:

大幅增加研发投入。在2009财政年度中共投入3000万美元用于地热研发工作,比上一年再增加50%。此外,还为增强型地热系统(EGS)等科研项目的野外工作选择合作伙伴来分担成本,为示范性电站提供资金补助。

税收政策支持。地热土地使用费及相关税收的50%归土地所属各州,25%由相关县市支配,剩下25%由联邦管理,作为地热资源开发利用基金。

能源部贷款担保。从2008年开始,美国能源部为符合当地利用条件的地热等高效率可再生能源技术提供贷款担保,可获得的潜在资助为100亿美元。2010年6月,美国能源部为内华达西北部的Blue Mountain Faulkner1号地热电站9850万美元贷款中的80%提供担保。

此外,美国还通过克服体制障碍,打破行业和地区限制,实现地热资料共享,建立国家数据中心,加快人才培养,建立地热教育奖学金等多种形式促进地热能的科技研发与利用。

链接三:冰岛地热资源开发

冰岛位于北美和欧亚构造板块的边缘地带,两个板块每年以2厘米的速度漂离,是地球上很少能在海平面以上看到山脉漂流的地方之一。特殊的地质构造使冰岛成为世界上地热资源丰富的国家之一。

冰岛地热资源应用广泛,如供暖、发电、种植等。冰岛也是目前利用地热发电较早的国家之一,该国87%以上的家庭使用地热取暖,全国每年可因此节约燃料开支上亿美元。冰岛地下3公里范围内的地热资源储量为3000万亿千瓦时,技术上可利用部分为100万亿千瓦时。目前的开发利用总量仅为可利用地热总量的百万分之一至百万分之二。也就是说,如果按照这个速度开发利用当地地热资源,冰岛的地热资源可以开发50万~100万年。

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