地熱發(fā)電

地熱發(fā)電在新型智慧能源中的應用

地大熱能1904年,意大利托斯卡納的拉德瑞羅,第一次用地熱驅動0.75馬力的小發(fā)電機投入運轉,并提供5個100瓦的電燈照明,隨后建造了第一座500千瓦的小型地熱電站。


地熱能是來自地球深處的可再生熱能,它起于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。地下水深處的循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到地殼后,把熱量從地下深處帶至近表層。地熱能的儲量比人們所利用的能量總量還要多,大部分集中分布在構造板塊邊緣一帶。地熱能不但是無污染的清潔能源,而且如果熱量提取速度不超過補充的速度,那么地熱能還是可再生的。


隨著全球工業(yè)化、現(xiàn)代化的發(fā)展,化石能源的不斷消耗、碳排放量日益增加,并伴隨全球氣候問題的加劇,人類對于清結可再生的綠色能源的需求更為迫切,地熱能發(fā)電在很久以前就被人類所利用。早在20世紀40年代,意大利的皮也羅·吉諾尼·康蒂王子在拉德雷羅首次把天然的地熱蒸汽用于發(fā)電。地熱發(fā)電,是利用液壓或爆破碎裂法將水注入到巖層中,產(chǎn)生高溫水蒸氣,然后將蒸汽抽出地面推動渦輪機轉動,從而發(fā)電。在這過程中,將一部分未利用的蒸汽或者廢氣經(jīng)過冷凝器處理還原為水回灌到地下,循環(huán)往復。簡而言之,地熱發(fā)電實際上就是把地下的熱能轉變?yōu)闄C械能,然后再將機械能轉變?yōu)殡娔艿哪芰哭D變過程。針對溫度不同的地熱資源,地熱發(fā)電有4種基本發(fā)電方式,即直接蒸汽發(fā)電法、擴容(閃蒸法)發(fā)電法、中間介質(zhì)(雙循環(huán)式)發(fā)電法和全流循環(huán)式發(fā)電法。


地熱發(fā)電在新型智慧能源中的應用-地大熱能


地熱發(fā)電至今已有近百年的歷史了,新西蘭、菲律賓、美國日本等國都先后投入到地熱發(fā)電的大潮中,其中美國地熱發(fā)電的裝機容量居世界首位。在美國,大部分的地熱發(fā)電機組都集中在蓋瑟斯地熱電站。蓋瑟斯地熱電站位于加利福尼亞州舊金山以北約20公里的索諾馬地區(qū)。1920年在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)溫泉群、噴氣孔等熱顯示,1958年投入多個地熱井和多臺汽輪發(fā)電機組,至1985年電站裝機容量已達到1361兆瓦。20世紀70年代初,在國家科委的支持下,中國各地涌現(xiàn)出大量地熱電站。地熱的利用既可以發(fā)電,也可以供暖,逐步降低煤炭消耗、持續(xù)提升清潔能源尤其是地熱發(fā)電的比重是治理霧霾的有效途徑。在持續(xù)穩(wěn)定高效供電方面,地熱發(fā)電的優(yōu)勢更加突出。地熱發(fā)電可以做到持續(xù)穩(wěn)定地給電網(wǎng)提供電力。尤其是地熱發(fā)電本身的特性,對分布式發(fā)電、對精準扶貧、對一帶一路新能源發(fā)展、對防震減災都有重大的意義,還可以帶動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。


智慧一概念已經(jīng)提出很多年,這是一種全新的能源形式,包括符合生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展要求的相關能源技術能源制度體系。智慧能源是以互聯(lián)網(wǎng)技術為基礎,以電力系統(tǒng)為中心,將電力系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡、供熱網(wǎng)絡以及工業(yè)、交通、建筑系統(tǒng)等緊密耦合,橫向實現(xiàn)電、氣、熱、可再生能源等“多源互補”,縱向實現(xiàn)“源、網(wǎng)、荷、儲”各環(huán)節(jié)高度協(xié)調(diào),生產(chǎn)和消費雙向互動,集中與分布相結合的能源服務網(wǎng)絡。其依托互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術對能源的生產(chǎn)、存儲和使用進行實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化處理,并通過數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化手段,實現(xiàn)能源的安全、高效、綠色、智慧應用。


智慧能源已經(jīng)是我國重要的戰(zhàn)略方向。國家在近年發(fā)布了一系列相關政策,明確提出提高可再生能源的利用率,都在指向新型、更智慧化能源體系建設。大數(shù)據(jù)、人工智能在行業(yè)轉型過程中至關重要,值得深入研究、重點把握。


地熱發(fā)電在新型智慧能源中的應用-地大熱能


智慧能源體系由下至上可以分為能源層、網(wǎng)絡層和應用層。其中,能源層主要是進行能源的生產(chǎn)、轉換、傳輸和利用,包括化石燃料的發(fā)電、清潔可再生能源的多能轉化、電力利用等;網(wǎng)絡層主要是通過廣域布局的智能傳感進行能源相關數(shù)據(jù)的采集和傳輸,利用互聯(lián)網(wǎng)技術,實時獲取海量數(shù)據(jù);應用層主要是利用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能技術進行能量信息的數(shù)據(jù)共享,主要包括能源設備的運行狀態(tài)和各能源系統(tǒng)的實時運轉狀況等,主要實現(xiàn)途徑是對海量數(shù)據(jù)信息進行分析和處理,從而搭建能源交易平臺來對各種能源交易進行數(shù)據(jù)支撐,承擔能源互聯(lián)網(wǎng)的信息采集、管理方案、能源交易等方面的運行工作。


現(xiàn)在,我國強調(diào)發(fā)展分布式能源,地熱最適合承擔這個任務。一個社區(qū)、一個村莊、一個城鎮(zhèn)都可以用地熱來供電,不用拉很長的高壓線,地熱將是非常有潛力的利用方式。


地熱發(fā)電相當于把水力發(fā)電站搬到地下,具有清潔、高效等優(yōu)勢。地球富余的能量如果得到有效的釋放,有助于減緩地質(zhì)災害的發(fā)生。地熱還可以用來發(fā)展分布式能源,這也是能源發(fā)展的大方向。我們希望國家能像扶持太陽能發(fā)電初期的發(fā)展一樣,大力扶持地熱發(fā)電。一旦政策到位,地熱發(fā)電這種最有希望的清潔能源,將會遍地開花。“地熱發(fā)電就像剛出生的孩子一樣,需要大人拉一把,否則就很難成長和發(fā)展。地熱發(fā)電需要新技術、新理念、新的扶持政策。”多吉說。他呼吁,對于地熱發(fā)電,不能再像過去那樣觀望,而要在全國層面出臺統(tǒng)一的補貼政策。一方面,要對地熱發(fā)電多一些了解、理解和支持。政府要給予政策支持,社會要多給予認可度。另一方面,企業(yè)要有一定的新技術,環(huán)保要達到國家的要求,不能把清潔的地熱能搞成不清潔。