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歐洲地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及啟示

 歐洲的火山和沉積盆地中蘊(yùn)藏著豐富的地?zé)豳Y源，熔巖驅(qū)動(dòng)的高熱燴地?zé)豳Y源主要分布在冰島、意大利、希臘和土耳其，多用于發(fā)電；可供直接利用的中、高溫地?zé)豳Y源多分布于盆地地區(qū)，如法國(guó)、德國(guó)、波蘭、意大利、匈牙利、羅馬尼亞等國(guó)家；而隨著地源熱泵技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，淺層地?zé)豳Y源隨處可用，尤其在奧地利、瑞士、德國(guó)和瑞典等多個(gè)國(guó)家得到廣泛推廣應(yīng)用。

 目前，歐洲將地?zé)崂梅绞絼澐譃榈責(zé)岚l(fā)電、直接利用和地源熱泵三類(lèi)，這三類(lèi)地?zé)崂檬袌?chǎng)均占據(jù)重要地位。歐盟委員會(huì)聯(lián)合研究中心（JRC）報(bào)告顯示，全球地?zé)嵫b機(jī)總?cè)萘?015年大約為82GW（吉瓦），地源熱泵利用比例最高，達(dá)到61%，其中歐洲占據(jù)著最大的地源熱泵市場(chǎng)。從具體國(guó)家來(lái)看，地?zé)崮苎b機(jī)總?cè)萘孔罡叩那?5個(gè)國(guó)家的總裝機(jī)容量達(dá)到全球的85%，這其中有10個(gè)國(guó)家分布在歐洲。

 從整個(gè)歐洲來(lái)看，地?zé)岚l(fā)電、直接利用和地源熱泵三種地?zé)崂梅绞蕉嫉玫捷^好的應(yīng)用和發(fā)展，而且都已具備相關(guān)的成熟技術(shù)。目前的研究和攻關(guān)焦點(diǎn)在于進(jìn)一步降低成本，使地?zé)崂酶呤袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

 高溫地?zé)岚l(fā)電占主導(dǎo)，中低溫地?zé)岚l(fā)電勢(shì)頭正旺

 在歐洲，地?zé)岚l(fā)電已經(jīng)成為一種環(huán)境友好，且可持續(xù)的能源供應(yīng)方式，這也使歐洲的地?zé)岚l(fā)電市場(chǎng)在全球占有一席之地。截至2014年底，全球地?zé)岚l(fā)電廠裝機(jī)容量達(dá)12GW，其中歐洲地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量約為2060MW（兆瓦），占全球總量的17%左右。

 近10年來(lái)，全球地?zé)岚l(fā)電量也在持續(xù)增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)率在3%左右，2014年全球地?zé)岚l(fā)電量達(dá)到74TWh（太瓦時(shí)）。其中，歐洲88座地?zé)岚l(fā)電廠總發(fā)電量為12TWh，占全球地?zé)岚l(fā)電量的16.2%，10年間6.3%的年均增長(zhǎng)率更是高于全球水平。目前，歐洲地?zé)岚l(fā)電主要分布在意大利、冰島和土耳其三個(gè)國(guó)家，占比分別為44%、43%和10%。其中，近幾年地?zé)岚l(fā)電量的增加主要集中于土耳其和冰島，而意大利地?zé)岚l(fā)電量相對(duì)穩(wěn)定。由于2014年試運(yùn)轉(zhuǎn)和維修的原因，歐洲地?zé)岚l(fā)電廠的產(chǎn)能利用率在76%左右，與過(guò)去幾年的水平相當(dāng)。

 發(fā)電技術(shù)方面，主要有干蒸汽發(fā)電、閃蒸發(fā)電和有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電等，其中干蒸汽發(fā)電和閃蒸發(fā)電技術(shù)主導(dǎo)歐洲市場(chǎng)，占比分別為40%和42%。比如，意大利以干蒸汽發(fā)電技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)；冰島地?zé)豳Y源為高溫濕蒸汽資源，幾乎都采用閃蒸發(fā)電技術(shù)。但最近10年，利用中低溫地?zé)崮艿挠袡C(jī)朗肯循環(huán)（簡(jiǎn)稱(chēng)ORC）發(fā)電技術(shù)發(fā)展較快。由于土耳其擁有豐富的中低溫地?zé)豳Y源，ORC發(fā)電技術(shù)成為主流。

 2014年歐洲地?zé)岚l(fā)電容量較2013年新增170MW，并全部來(lái)自于土耳其。從發(fā)電方式來(lái)看，新增容量全部集中在ORC方面，這主要是由于中溫地?zé)岚l(fā)電的增加，但傳統(tǒng)發(fā)電裝置仍占據(jù)主導(dǎo)地位。為了更加高效地利用地?zé)豳Y源，冰島、法國(guó)、德國(guó)和土耳其已啟動(dòng)了圍繞地?zé)岚l(fā)電的地?zé)峋C合利用項(xiàng)目，以地?zé)岚l(fā)電為主，采用“熱電聯(lián)供”或“冷熱電聯(lián)供”模式，在解決電力的同時(shí)為周邊地區(qū)的居民提供供熱或制冷需求，這將顯著提高當(dāng)?shù)氐責(zé)豳Y源利用效率。

 地?zé)嶂苯永眉夹g(shù)已成熟，新技術(shù)出現(xiàn)較少

 地?zé)岬闹苯永弥饕ǎ簠^(qū)域供暖、洗浴和游泳加熱、溫室加熱、水產(chǎn)養(yǎng)殖池加熱、工業(yè)用熱、農(nóng)業(yè)干燥和融雪等方式。目前，歐洲地?zé)嶂苯永米顬榛钴S的部門(mén)仍然是集中供暖，歐洲地?zé)崮芪瘑T會(huì)（EGEC）統(tǒng)計(jì)顯示，2014年歐洲地?zé)峁┡a(chǎn)熱量新增大約80GWh（吉瓦時(shí)），總計(jì)達(dá)到4260GWh，占到地?zé)嶂苯永玫?0%。2015年歐洲地?zé)嶂苯永醚b機(jī)總?cè)萘抗烙?jì)為4701.7MW，主要利用國(guó)為冰島、土耳其、法國(guó)和匈牙利等。目前歐洲共有257個(gè)地?zé)峒泄┡瘡S，主要分布在法國(guó)、冰島和匈牙利等國(guó)家，2014年和2015年共新增23個(gè)。

 地?zé)嶂苯永眉夹g(shù)已經(jīng)成熟，最近，除了在建筑供暖的集成利用方面有一些新的進(jìn)展外，地?zé)崮苤苯永妙I(lǐng)域并沒(méi)有多少新專(zhuān)利。目前，供熱系統(tǒng)是推動(dòng)地?zé)嶂苯永米钣辛Φ牟块T(mén)，由于地?zé)崃黧w往往不適合直接被分配到區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)中，因此地?zé)嶂苯永玫陌l(fā)展取決于其他行業(yè)熱交換器先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。而在地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)方面，一個(gè)新的概念“三重系統(tǒng)”被提出來(lái)，主要是通過(guò)鉆探一個(gè)新的生產(chǎn)井，同時(shí)把前兩個(gè)鉆井轉(zhuǎn)換成回灌井，以此來(lái)延長(zhǎng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的壽命。這個(gè)概念已經(jīng)在法國(guó)付諸應(yīng)用，它可以使地?zé)崮茉囱娱L(zhǎng)30年的使用壽命。目前，越來(lái)越多的供熱系統(tǒng)開(kāi)始采用此三重系統(tǒng)。

 地源熱泵技術(shù)方興未艾，環(huán)保型技術(shù)成為關(guān)注點(diǎn)

 地源熱泵技術(shù)在歐洲獲得廣泛推廣應(yīng)用，2013年“歐洲地?zé)岽髸?huì)”（EGC）將地源熱泵作為地?zé)崂玫囊粋€(gè)獨(dú)立分類(lèi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。據(jù)JRC2015年報(bào)告，全球地源熱泵總裝機(jī)容量約為50GW，其中歐洲裝機(jī)容量達(dá)到19GW，全球占比最高，達(dá)到38%左右，其次為美洲和亞洲。

 EGEC數(shù)據(jù)顯示，目前瑞典、德國(guó)、法國(guó)、瑞士和挪威成為歐洲地源熱泵領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，5個(gè)國(guó)家地源熱泵裝機(jī)容量之和占?xì)W洲的69%。歐洲的地源熱泵市場(chǎng)已經(jīng)從過(guò)去由許多小型本地公司組成的市場(chǎng)發(fā)展成為主要由供暖和空調(diào)制造商組成的大規(guī)模的市場(chǎng)。目前，歐洲熱泵及地源熱泵市場(chǎng)被幾個(gè)主要生產(chǎn)商所控制，這些大的制造商主要來(lái)自于地源熱泵發(fā)展較為迅速的德國(guó)和瑞典。

 當(dāng)前，地源熱泵技術(shù)研發(fā)的主要目標(biāo)在于提高地源熱泵系統(tǒng)的效率和減少運(yùn)作成本，主要進(jìn)展包括：降低維修和養(yǎng)護(hù)成本，改進(jìn)控制系統(tǒng)，使用更有效的液體工質(zhì)，提高輔助設(shè)備（如泵和風(fēng)扇）的工作效率。目前，地源熱泵的COP值（用于評(píng)價(jià)熱泵的能源轉(zhuǎn)換率）通常在3～4左右，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)提高熱泵的COP值是目前技術(shù)發(fā)展的主要關(guān)注點(diǎn)。同時(shí)，開(kāi)發(fā)環(huán)保型的，并且具有更好的熱特性的新型防凍液也是地源熱泵技術(shù)發(fā)展的關(guān)注點(diǎn)。通過(guò)降低鉆孔熱阻指標(biāo)（RB）以提高淺層地?zé)嵯到y(tǒng)的“赫爾斯特倫效率”也被寄予厚望。可以預(yù)期這些技術(shù)進(jìn)步都將有助于提高地源熱泵系統(tǒng)的效率。

 針對(duì)不同利用方式推出系列支持政策

 歐洲地?zé)豳Y源利用的發(fā)展離不開(kāi)歐盟在區(qū)域?qū)用嫱瞥龅囊幌盗兄С终吆吐?lián)合行動(dòng)計(jì)劃。歐盟通過(guò)其“研究和創(chuàng)新框架計(jì)劃”和其他鼓勵(lì)機(jī)制來(lái)支持地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)，并且通過(guò)建立相應(yīng)的法律和政策框架來(lái)促進(jìn)地?zé)豳Y源的有序健康發(fā)展。從1998年歐洲地?zé)崮茉次瘑T會(huì)成立、2000年歐洲熱泵協(xié)會(huì)成立，到2010年EERA地?zé)崧?lián)合計(jì)劃啟動(dòng)、2012年地?zé)酔RA-NET計(jì)劃啟動(dòng)，歐洲地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用的平臺(tái)和聯(lián)合計(jì)劃不斷完善；從2004年歐洲經(jīng)濟(jì)和社會(huì)委員會(huì)起草決議以促進(jìn)地?zé)衢_(kāi)發(fā)，到2012年《地?zé)峥萍嫉膽?zhàn)略研究重點(diǎn)》發(fā)布，明確歐洲地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用的方向和目標(biāo)，歐洲對(duì)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)的支持政策不斷細(xì)化。

 針對(duì)地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)和利用，歐盟內(nèi)部存在著一系列形式多樣的政策支持制度。這些支持政策在不同成員國(guó)間有所不同，同時(shí)因三種不同地?zé)崂梅绞剑òl(fā)電、直接利用和地源熱泵）的發(fā)展現(xiàn)狀而有所差異。

 歐盟地?zé)岚l(fā)電補(bǔ)貼形式多樣，但進(jìn)展較慢。地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目通常具有前期投入大、開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，至少需要3年時(shí)間，平均開(kāi)發(fā)時(shí)間大約為5至7年。鑒于此，歐盟在2009年立法要求在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運(yùn)行條件允許的情況下，要優(yōu)先安排可再生能源發(fā)電。歐盟對(duì)地?zé)岚l(fā)電的政策支持方式主要有：風(fēng)險(xiǎn)保險(xiǎn)基金、上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼政策（FIT）、可再生能源溢價(jià)機(jī)制（FIP）、可交易證書(shū)、投標(biāo)和軟貸款等。雖然FIT和FIP這些基于市場(chǎng)的機(jī)制通常適用于多種新能源技術(shù)，但在地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目的應(yīng)用并不理想，因此歐盟對(duì)地?zé)岚l(fā)電提供類(lèi)似政策支持的國(guó)家并不多，目前實(shí)行FIT政策的有奧地利、法國(guó)、德國(guó)等9個(gè)國(guó)家，實(shí)行FIP的則僅有意大利、荷蘭等4個(gè)國(guó)家。

 目前，歐洲地?zé)崮艿闹苯永煤偷卦礋岜眉夹g(shù)已經(jīng)較為成熟，補(bǔ)貼正在逐漸減少。政府財(cái)政支持的方式主要有投資補(bǔ)助、減稅、碳排放稅減免、保險(xiǎn)和低息貸款等，目前歐盟多數(shù)國(guó)家僅保留投資補(bǔ)助這一項(xiàng)支持政策，只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家仍實(shí)行多種財(cái)政支持政策，比如法國(guó)在投資補(bǔ)助、減稅、碳排放稅減免和保險(xiǎn)等方面都有支持。EGEC認(rèn)為，從成本的角度看，地?zé)崛∨夹g(shù)（增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)除外）與化石燃料采暖技術(shù)相比變得更有競(jìng)爭(zhēng)力，這使得政府對(duì)地?zé)嶂苯永煤偷卦礋岜眉夹g(shù)的補(bǔ)貼逐步降低。但同時(shí)，地?zé)衢_(kāi)發(fā)前期投入大依然阻礙著地?zé)嵯嚓P(guān)技術(shù)的發(fā)展，因此需要引進(jìn)一些創(chuàng)新性的融資工具，例如能源服務(wù)公司（ESCO）或?qū)Φ卦礋岜孟牡碾娏o予折扣。

（信息來(lái)源：中國(guó)礦業(yè)網(wǎng)，中林設(shè)計(jì)整理，轉(zhuǎn)載注明出處）