日本地热发电有喜有忧
在日本北海道屈斜路湖畔的沙地上挖个小坑,就可以享受私家温泉——“砂汤”。
日本地震、火山活动频繁,灾害不断。但是,火山、地下熔浆在给人类带来灾害的同时,也带来了丰富的地热能源。2011年的“3.11”大地震导致福岛核电站发生核泄漏,日本国内弃核、发展地热能的呼声也随之高涨。日本地热的潜在发电能力巨大,但开发进展缓慢,他们遇到了什么难题呢?
全球七成地热发电设备日本产
日本被称为火山列岛,拥有火山119座,作为日本象征的富士山,就是典型的层状火山。正因为拥有这些火山,日本的地表下蕴藏着大量熔浆。据权威统计,日本地热资源的蕴藏量排名世界第三,达2347万千瓦。世界70%的地热发电设备由日本的富士电机、东芝、三菱重工公司提供。日本如今有18处地热发电站,地热发电能力只有53万千瓦。庞大的地热能源深眠着,等待人们去开发。
随着民众反核呼声渐高,日本电力企业纷纷将目光转向地热发电,但地热发电的总量过小,地热发电仅占日本发电总量的0.2%,对日本能源的贡献有限。
所谓地热发电,通常是指利用从地下2000至3000米处涌出的热水、蒸汽进行发电的方式。日本很多地方的地下蕴含着高达200摄氏度的高温高压热水,这些热水顺着泉水管道上升、喷出大量水蒸气。一般来说,这些蒸汽进入发电厂的涡轮,带动扇叶转动、通过连接的发电机,将该过程产生的机械能转化为电能。发完电后,蒸汽基本还原为温水,通过冷却塔进一步冷却后,返流到地下。
日本真庭市是传统的温泉乡,有野溪露天温泉“名泉砂汤”。
日本利用地热发电近百年
日本最初利用地热发电的时间可追溯到1919年。当时,身为日本帝国海军中将、男爵的山内万寿治,对国家的能源安全表现出浓厚的兴趣,并在冲绳的大分县成功挖掘出地热喷气孔。此后,在山内万寿治的研发基础上,东京电灯研究所所长太刀川平治成功实现发电1.12千瓦,这是日本利用地热发电的第一个范例。可惜的是,地热发电此后再无大进展。一直到1966年10月8日,岩手县八幡平市的松川地热发电站(日本重化学工业株式会社)才开始发电运营。
1978年12月,在第二次世界石油危机的大背景下,日本地热学会挂牌成立。
1980年5月,日本出台了《石油替代能源开发及引进促进法》。
1985年10月,日本创设地热发电补助金制度。
1989年1月,日本地热发电能力达53万千瓦。
2008年,日本经济产业省开展对地热能源的研究。
2010年,日本环境省的调查结果称,日本的地热储量为3.3万兆瓦。
2012年,日本将地热发电的收购价定为,“在今后15年间,每度电为42日元(约合人民币2.6元)”。
地热发电也有污染
有人可能纳闷,日本拥有这么大的地热储量,如此先进的地热开发技术,为什么没有大举开发地热能?
原因之一是,地热资源集中的地方,往往是公园、温泉旅游地,附近居民很难接受在这些风光优美的地方建发电站。
此外,地热开发还面临以下问题:
1.在地热发电过程里产生大量硫化氢,因此不能说地热发电是零污染;2.开采、钻探过程中、水蒸气喷出都会产生噪音,招人反感;3.对热水、蒸汽的开采容易造成地表下沉;4.开采时容易使地层里的硫磺等物质流出,会对附近河流、土壤造成污染;5.喷出的热水、水蒸气会对附近植物造成损伤,损毁景观形象,对旅游业不利;6.地热发电会与附近温泉抢夺热水,严重影响温泉从业者的生意。
日本别府市地狱蒸工房铁轮是自助式的,游客必须自己动手,用地热温泉的蒸汽蒸食物。
地热发电成本太高
地热发电在经济方面的风险也很多。例如:花了大量人力、物力、财力,但最后发现开采的位置并非地热能源集中地;或者开发后才发现,水井的热水减少,水井需要挖深;而且,从调查、选址、施工到最终发电需要花10至15年时间,在此期间,存在电价下降、无法盈利的风险。有人估算,在日本,1千瓦时(度)电的成本如下:地热16日元,水力13.6日元,燃油火电10.2日元,燃煤火电6.5日元,燃气火电6.4日元,核电5.9~14.2日元,比较起来,地热的发电成本最高。
此外,很多地热发电站为了维持发电量,通常要挖很多发电补充井,平均要花3.1年才能挖好一口井。即便挖好井,也往往无法完成预定发电量。1997年是日本地热发电高峰期,该年实现发电37.57亿度,但到2010年发电量降为26.32亿度,下降了30%。
政府提高给地热发电的补助
2003年,日本政府发布了“新能源特别措施法(RPS法)”,法律要求每家电力公司有义务开发一定量的新能源发电。当前,为了促进地热能源的充分合理运用,日本政府正研究解除上述规定,仅要求电力公司采取特定方法发电即可,不做开发量的约束。
为了在技术、资金上支持地热发电,日本经产省牵头成立了由电力公司负责人、相关学者组成的研究会。2009年4月,日本对地热电站的前期投资给予资金援助。为普及地热发电,日本经产省加大政策扶持力度,增加开发地下资源建设发电设备的相关补助。目前,政府补助20%的开发费用,正研究将补助提高至33%。

责任编辑:ahaoxie
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