地热发电资料整理

1地热发电资料整理（2015.11）1、地热发电原理地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的发电技术，其基本原理与火力发电类似，把热能转换成为机械能，再把机械能转换成电能，却不需要火力发电那样备有庞大的锅炉。相比较风能、太阳能等可再生能源，地热能是唯一不受天气、季节变化影响的可再生能源，其最大的优势在于其稳定性、连续性和利用率高，可以生产不间断的、可靠的电力，而且发电成本低，设备的占地面积小。根据最新技术，从天然蒸汽中分离出来的地热能利用率高达97%，损失掉的3%则是缘于涡轮之间的摩擦力，与其他可再生能源发电的低效率相比，地热发电的利用效率达72%。2、地热发电的技术路线（1）利用地热蒸汽发电（2）利用地下热水发电（3）联合循环发电（蒸汽和热水）（4）利用地下热岩发电（灌入水产生蒸汽和热水）3、地热资源分类及用途24、地热发电的发展状况截至2012年初，世界24个国家的地热发电厂确定并网发电能力约11224MW。美国2012年地热总装机容量达到3100MW以上，居世界第一位。菲律宾总装机容量2000MW，是仅次于美国的世界第二大地热发电生产国，其国家23%的电力来自地热能利用。截至2011年，欧洲地热能总装机为1600MW，意大利是欧洲地热市场的领导者，其装机容量占欧洲装机总量的50%以上。中国地热发电装机容量仅有32MW，排世界16位；中国地热资源的开发大多位于浅层，应用主要集中在供暖、温泉、热水养殖等中低温利用上，中国对地热非电直接开发利用居世界首位。印尼目前地热发电量位居世界第三，仅次于美国和菲律宾，目前装机容量为1300MW。据悉，印尼拥有全球地热资源总量的40%，约有27510MW的潜在地热资源，潜力巨大。但目前仅有5%的地热资源得到开发。印尼的地热发电站分布在北苏门答腊、爪哇、巴厘和北苏拉威西岛，目前地热发电占印尼总发电能力的比重不到3%。印尼计划到2025年提升其地热发电能力，作为该国电力提升计划的一部分。印尼规划表明，凭借大力开发地热和水电等资源，到2025年将可再生能源使用占整个能源组合的比重提高至23%以上。到2022年，将有5000MW新增地热发电在印尼上线，包括目前在建的世界上最大的地热发电站——330MW萨鲁拉电厂。这些地热项目的顺利完工，将帮助印尼冲击地热发电能力和发电量全球第一。5、地热发电的投资和成本（1）投资地热项目具体的投资与资源特征和现场条件有着非常密切的关系。资源的温度、深度、化学特性和渗透性是影响投资和发电成本的主要因素，温度将决定发电系统的转换技术(如选择闪蒸还是选择双循环)，以及发电过程的整体效率；现3场的位置及交通、地形、当地气候条件、土地利用类型及所有权都是电厂建设和并网所需考虑的成本因素。影响地热开发的因素比其他形式的能源利用要多，而且更加复杂。地热发电系统的组成部分包括地热井、地热流体管道、电厂发电设备和重新回灌系统。有关资料描述，在美国，平均投资总成本为每千瓦装机容量约4000美元。在中国，西藏羊八井电站不计算勘探和打井成本，每千瓦装机的投资在1.2万元左右；龙源电力羊易电站的每千瓦装机容量的全部投资约在2.3—2.4万元之间，折合3700美元/kw，略低于美国的平均投资成本。根据有关报道，印尼330MW的萨鲁拉地热发电项目，位于苏门答腊岛北部的北塔帕努里，由Sarulla运营公司（9.75%）、PTMedco（27.5％），美国Ormat公司（12.75％）、日本伊藤忠商社（25％）和日本九州电器（25％）合作的财团投资建设。已于2014年6月开工，预计于2016、2017、2018年分三期建成。项目总投资11.7亿美元（计算出的每千瓦装机容量的总投资为3545美元，低于美国和中国的单位投资）。据报道，项目已经筹备了25年，现在由于日资的介入，才使的项目资金得以解决；日本东芝公司将为这座地热电站项目提供3套地热汽轮机和发电机。台湾的有关资料介绍，菲律宾地热发电的单位总投资（包括勘探、钻井、发电厂、回灌井等）为1—2亿台币/MW，折合3100-6200美元/kw。据2009年11月的有关新闻报道，菲律宾政府拿出19个地热发电项目招商引资，总装机容量620MW，总投资为25亿美元，计算平均单位投资为4032美元/kw。而台湾宜兰清水地热电站，装机容量为3MW，总投资为2.3亿台币，单位投资为2400美元/kw。台湾海洋大学李昭兴教授有关文章预计的在台湾建设地热电站，其单位投资成本为100万美元/MW（不包括前期勘探投资），发电成本为0.06美元/kwh。综上情况，地热发电单位装机容量的投资差别较大，从2400-6000美元/kw，即240-600万美元/MW，其单位投资远高于水电项目的100-200万美元/MW。（2）发电成本4地热发电的成本主要由两部分组成：电力生产运行及维护成本和分期偿还的初始投资（折旧摊销费用）。中国地质大学李克文教授认为，前期高额的勘探、钻井、建设等投资费用的分摊，约占地热发电成本的60%左右。据美国统计估算，每千瓦小时的地热资源发电量的平均成本约为4.5-7美分（发电完全成本），由地热所生产的电力价格为5～11美分/(kW·h)，为鼓励地热资源的开发利用，国家对地热发电有优惠的税收政策。但中国西藏羊八井电站，由于运行效率低，电站度电成本在0.7元左右，该电站以每度0.25元的价格给西藏电网供电，其亏损由中国国家发改委给予补贴。有关资料介绍，羊八井地热储层分为浅层和深层两部分,目前开发利用的是地热田中补给能力有限的浅层资源；深部钻探资料表明,热田深部高温地热水具有不结垢、热焓值高、产量稳定等特点,有很高的开发价值，如开发深部高温地热，发电成本较低,约为0.2—0.3元/kWh,具有较强的商业竞争力。龙源羊易地热电站打井深度已达1450米，属干热岩层。按照之前的可研报告，该井计划稳产10-20年，预计8-10年电站可收回投资。菲律宾、印尼的地热发电成本资料没有查到，但菲律宾的售电价格为每度11披索，折合0.23美元。台湾海洋大学李昭兴教授有关文章预计的在台湾建设地热电站，其投资成本为100万美元/MW（不包括勘探投资），发电成本为0.06美元/kwh。综上，目前地热发电的单位总成本费用高于水电项目（约为0.03美元/kwh）。6、地热发电的技术难题在目前困扰地热资源发电的问题中，除了地热资源的不确定性外，还存在以下几个主要技术问题：一是饱和蒸汽中不免会带有水分，水分会冲击汽轮机，从而造成部件的部分损坏。二是地热资源中的成分会使汽轮机叶片结垢，清理结垢叶片不得不停机，从而降低地热发电效率。三是腐蚀问题，地热流体中含有许多化学物质,其中主要的腐蚀介质有溶解氧(O2)、H+、Cl-、H2S、CO2、NH3和SO2-4,再加上流体的温度、流速、压力等因素的影响,地热流体对各金属表面都会产生不同程度的影响,直接影响设备的使用寿命。地热电站腐蚀严重的部位多集中于负压系统,其次是汽封片、冷油器、5阀门等。腐蚀速度最快的是射水泵叶轮、轴套和密封圈。四是回灌问题，地热水中含有有毒矿物质，地热发电后大量的热排水直接排放,会对环境产生恶劣影响。回灌不仅可以解决地热废水问题,还可以改善或恢复热储的产热能力,保持热储的流体压力,维持地热田的开采条件。但回灌技术要求复杂,且成本高。7、地热发电的风险及收益由于地热资源的不确定性特征，使得地热发电项目具有高风险项目的特征。地热项目要承担勘探和打井的前期风险，时常投资数百万美元只是为了验证地热资源是否有开发价值。据有关资料介绍，前期的勘探、钻井投入大约占到整个地热发电项目投资的60%，钻井成功率将极大地影响整个发电项目的投资成本，目前国际地热钻井的成功率大约在50%-60%。菲律宾Mak—Ban地热电站，建设初期打了11口钻井，但最终只有2口钻井具有地热持续发电的能力。而探明的地热资源属于高温资源、中高温资源还是低温资源，以及地热资源深度、蒸汽量的大小和所处地理位置，又会极大程度地影响发电技术路线、装机容量和输配电方式，进而会产生差别极大的电力成本，使得每个地热发电项目的投资收益差别很大。讨论：1、一般学术论文认为，地热发电项目的单位总投资高于水电项目，而发电成本会低于水电项目；2、但从美国、菲律宾、印尼和中国的实际运营数据来看，地热发电项目投资成本、运营成本都高于水电项目；3、地热发电项目的投资风险也比水电项目高。