日企开发新一代地热发电,在颠覆常识
2021/11/23
为了实现脱碳社会,日本在地热发电领域已开始研发新的发电技术。日本大成建设已着手开发利用二氧化碳发电的技术。加拿大一家新兴企业的目标是在日本启动让热水发生循环的发电站。日本的地热资源量排在世界第3位,但开发进展落后。如果能够通过新技术推动地热开发,将有助于日本充分利用资源来确保脱碳电力。
在缺少热水的地区也能发电——大成建设开始开发的新技术颠覆了传统地热资源开发的前提。地热发电是提取地下蒸汽来驱动涡轮旋转,开发地点需要同时具备3个条件:(1)充分的地下热量;(2)丰富的水资源;(3)有利于蒸汽蓄积的地下构造。
大成建设与日本地热技术开发公司联合开发的技术是,利用高温二氧化碳代替热水来驱动涡轮转动。首先向地下注入低温二氧化碳,利用地热使二氧化碳升温。然后从地下抽出高温二氧化碳来发电,最后再次为二氧化碳降温并注入地下。二氧化碳处于“超临界”(会在地下高温高压环境下出现、同时具有液体和气体性质)状态,因此能够吸收巨大的热量。
如果不使用热水的地热发电得以实现,那么日本潜在的地热资源量将有可能达到目前的两倍以上。大成建设等企业最早将于2026年度开始进行现场验证,目标是2036年度以后实现实用化。
日本的地热资源量仅次于美国和印度尼西亚,位居世界第3。但英国石油公司(BP)的数据显示,2020年日本的地热发电容量仅排在世界第10位。日本地热开发没有取得进展的背景原因是,开发周期长达10年以上、受到环保规定的限制,以及与当地温泉经营者协商困难等。
日本的柳津西山地热发电站 |
地热发电与太阳能等可再生能源不同,不受天气影响,具有发电量稳定的优点。为了实现日本政府提出的2050年使温室气体净排放降至零的目标,必须营造出有利于开展地热发电的业务环境。
由英国石油公司和美国雪佛龙(Chevron)出资成立的加拿大地热发电企业Eavor Technologies的目标是开发出让热水在地下和地上循环的技术。2019年已开始在加拿大进行验证,计划在德国启动发电站。
负责日本业务的赫瑟林顿·詹姆士表示,“在日本,我们目前在和电力企业等进行磋商,最早将于2022年公布发电站建设计划等”。
日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的目标是到2030年对“超临界地热”(从比以往更深的地点提取高温蒸汽)进行试开采。与传统技术相比,可获得更高的热量,能够大幅增加每处地点的发电量。
为了促进地热发电普及,日本政府正在推进放宽限制。今后,日本需要政企合作来推进新技术开发,为地热企业创造良好的开发环境。
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