位于巴伐利亚州东南部特雷鲁特的一座5.5兆瓦的地热发电厂。

位于巴伐利亚州东南部特雷鲁特的一座5.5兆瓦的地热发电厂。Klemend Rakipi / Turboden

为实现气候目标,德国开发地热潜力

德国巴伐利亚州正在实施一项开发地热水库的雄心勃勃的计划,慕尼黑希望到2040年使其供暖系统达到碳中和。但是考虑到地热能的成本,它能否作为一种可再生能源与风能和太阳能竞争呢?

在巴伐利亚集镇霍尔兹基兴(Holzkirchen)外的一段高速公路上,坐落着一群不起眼的两层木制建筑,与周围的森林隔开。当通勤者从阿尔卑斯山麓的富裕城镇前往慕尼黑时,他们可能不会注意到Geothermie Holzkirchen,这是一个供暖和发电工厂,占地约两个足球场,既不发出噪音,也不产生空气污染。

Holzkirchen地热发电厂是一种低调的慕尼黑以南设施等六个城市150万年的打算是世界上第一个直辖市大小的热与地热能源的大部分家庭和企业,从而使整个供暖系统在2040年达到碳中和。新增的一些电厂将建在慕尼黑郊区,那里的集中供热电网将与巴伐利亚州首府相连,而其他一些将建在慕尼黑繁忙的市中心。

“慕尼黑意识到,除非解决供暖问题,否则无法达到气候目标,而巴伐利亚州在阿尔卑斯山和多瑙河之间有深厚的热流,这是理想的地热能源,”Stadtwerke München的Michael Solic解释说,该城市的市政公用事业。虽然阿尔卑斯山的地质条件有利于地热能源,但巴伐利亚对这种可再生资源的不断开发表明,世界上许多其他地区也可以利用地热资源为家庭和建筑供暖,并用于发电,Solic说。

巴伐利亚人已经证明了自己在利用联邦政府对可再生能源的价格支持计划方面特别精明。

慕尼黑和巴伐利亚并不是清洁能源行业的新手。他们拥抱地热的原因与巴伐利亚是欧洲太阳能和以农业为基础的生物能源的大本营是一样的:除了处于可再生能源革命(德国称之为可再生能源革命)的前沿Energiewende德国南部也看到了有利可图的市场。总部位于慕尼黑的地方政府已经让企业、非政府组织、科学家和地方官员参与到绿色能源投资中,并取得了显著的成功。事实上,巴伐利亚州的利润比其他任何一个德国州都要高Energiewende该政策带来了补贴和税收减免,创造了就业机会,并为农民提供了稳定的第二收入。巴伐利亚人已经证明了自己在利用联邦政府对可再生能源的价格支持计划方面特别精明。

到目前为止,地热能 - 基本上热水或从地球吸取的蒸汽 - 已经在欧洲的可再生能源的强大推出的边缘,太阳能和风动力占主导地位。与太阳风相比,地热仍然是昂贵和资本密集的投资。此外,当深液压围绕时触发地震的危险涉及一些潜在的投资者。

地热仅占欧盟主要能源生产的0.3%;在世界范围内,地热能的利用率甚至更低。然而,欧洲的数字并不算在内,非欧盟的重量级国家冰岛和土耳其,后者是一个突破性的天才能力增加了一倍在2016年和2018年间,以纪录的1,347兆瓦举行 - 足以为数百万家供电。不仅土耳其的部分地区靠近动态构造活动,提供丰富的地热资源,但土耳其的政府完全落后于推动。它的2025年目标是拥有7,000为了满足新兴中产阶级的能源需求,地热发电能力达到了百万瓦特。土耳其目前的地热容量比欧盟28个国家的总和还要多。冰岛近90%的热量来自无处不在的火山水库。

几十年来,欧洲的其他地方一直进入地热力,其中一些。巴黎,也坐在吉祥地质地区,目前提供约90万人的地热热。法国资本也受益于慷慨的地质能源补贴,并计划在运行中超越大约50家地热厂。

在巴黎东北部,一个地热钻机为附近的家庭和企业提供热量。

在巴黎东北部,一个地热钻机为附近的家庭和企业提供热量。Sipa通过美联社图片

地热加热特别适用于许多欧洲城市,因为它们具有集中的区域供热系统,与美国城市相比,家庭和建筑物通常具有自己的加热装置。尽管欧洲和土耳其进展,但国际能机构(IEA)表示,全球地上产生的热电产和电力产量远远落后于在减少温室气体排放方面发挥重要作用所需的内容。

欧洲的能源规划者表示,地热能的主要用途将是供暖和制冷,这两项能源需求占欧盟能源需求的近一半。

波茨坦亥姆霍兹中心研究机构的地球能源专家Thomas Reinsch说:“至少在短期内,在加热部门的脱碳过程中,没有其他方法可以替代地热燃料和核能。”地热资源也可以利用蒸汽驱动涡轮机发电。

地热的潜力和结果之间的差异让热衷地热的人感到沮丧。达姆施塔特技术大学的地热科学教授英格·萨斯说:“地热如此未得到充分利用是完全不合理的。”“技术已经有了,规模经济很快就会随之而来。与风能和太阳能不同的是,地热可以同时提供热和冷,以及基本负荷发电,而且是全天候的。”萨斯指出,地热储存——在地下蓄水层中储存热水和冷水——也开始发挥作用。

大多数专家认为,地热能源的认识和社会接受滞后于其技术的成熟。萨斯说:“工程师们往往对地下地质十分谨慎,因为它的每个地方都有独特的组成。”他提到了断层和裂缝、地下水问题、储层深度和沉积物组成。“这意味着要进行大量测试,然后根据具体的现场条件对每个项目和技术进行调整。这可能需要技巧和时间,但它是可行的。”

花了八年时间在Holzkirchen在Holzkirchen获得一千瓦时的地热能。

Holzkirchen工厂的想法于2002年出生,作为由17,000镇资助的社区能源项目。虽然传统上是一个政治保守区,但Holzkirchen长期以来一直是热情的参与者Energiewende经过多年推出太阳能和生物能源,渴望188最新下载地址探索一个新的前沿。“我们希望更好,进一步进一步,”Holzkirchen市政府的成员罗伯特维希曼解释道。从一开始,企业也是一个计算的业务努力:小但良好的自治市是在寻找利润丰厚的投资。4500万美元的价格标签远远超出其手段,但一旦涡轮机启动,即可担保霍尔茨基尔科的地热销以上市场价格为20年的地热价。这是保证银行需要签署贷款的银行。

作为一名专业的护林员和绿党成员,魏克曼从一开始就支持这个高风险、资本密集型的项目。它花了八年的时间才产生一千瓦小时的能量。市政府知道这是在冒险,因为在设计商业模式和申请银行贷款之前,它必须证明地质条件是正确的。最初的勘探,意味着钻一个测试喷口,花费了市政当局1100万美元,如果它没有产生积极的结果,第二次注射将花费同样的钱,市政当局没有钱。但是,Weichmann说:“当时的地质条件是正确的,水温是正确的,水库的规模也是正确的。”

最近,我漫步在植物的备用余地,整齐地与卫生曼一起留下的地面,他指出Holzkirchen的井,欧洲最深刻,地下3.5英里。钻井成本可以运行Geoenergy植物总成本的40%至70%;在Holzkirchen,它更接近70%。钻头破裂并陷入困境,钻机击中了气泡,使它们不得不规避,并将用于泵送地热流体的深井泵重复地进行了绕线。“地热:现金牛或污水孔?”每天嘲笑MünchnerMerkur.报纸在2016年,质疑Holzkirchen是否会恢复投资。

位于慕尼黑南部的霍尔兹基兴地热发电厂。

位于慕尼黑南部的霍尔兹基兴地热发电厂。信贷:Gemeindewerke Holzkirchen

然而,尽管障碍重重,如今Geothermie Holzkirchen正在生产热能和电力,每年带来超过900万美元的收入;按目前的利率,该镇期望在几年内还清剩余的贷款。联邦政府对该项目的价格保证,使得德国能够扩大从波罗的海到黑森林的太阳能和陆上风能发电。许多德国公民对此表示支持Energiewende,虽然其他人抱怨政府补贴有大幅增加的公用事业账单。

地热技术并不太复杂。钻探依靠的是石油公司几十年来用来钻探石油的钻机。霍尔兹基兴核电站的核心是一口井,这是一个带有内置地下水泵的单口井,它将华氏311度的水输送到地面。在它旁边,一个加热中心将热水转换成稍冷一些的水,因为311华氏度对进入区域供热电网的系统来说太热了,不仅提供热量,还提供热水。该电厂的珍宝是涡轮机房——本身价值超过100万美元——蒸汽在这里转化成电能,然后流入电网,区域电网运营商为此补偿了市政当局。

几个世纪以来,人们利用较浅的地热源用于沐浴,而今天,借助热泵,较低温度的含水层还可以为建筑物,温室和某些工业过程提供热水和热量。电热泵通过压缩制冷剂气体提高空气或水源的温度,并且还可以反向工作以用于冷却的目的。十年前的一个利基技术,他们今天在欧洲普遍普遍认为,浅层地热厂数量超过地热处理。

欧洲气候行动网络(CAN)的Jörg Mühlenhoff解释说:“热泵将一千瓦的电力转化为三到四千瓦时的热量。”

一种称为增强地热钻井的技术,类似于Fracking,已经在一些地狱中掀起了地震。

一些专家警告不要过度炒作地热能,因为它带来的风险超出了金融风险。在柏林,市政当局已经做到了禁止地热设施,指出极具渗透性的底土和岩石可能导致地热井污染地下含水层。此外,一种名为增强型地热钻探的技术——通过向地下地层注入水来增加地下水流,类似于水力压裂开采石油和天然气的技术——已经在一些地区引发了地震。大多数地震都比较温和,不过2017年韩国一个地热井的强化钻探引发了5.4级地震,导致建筑物倒塌,100多人受伤。

业内专家表示,全面的监测——用地震仪收集裂缝生长时发出的声音——可以避免严重的地震活动。他们还说,欧洲大部分地区可以在不使用强化技术的情况下开发地热资源。

地热井可以在地下基础设施崩溃前50年内提取能源。Holzkirchen现在正在收获这些福利;即便是慕尼黑Merkur曾经对该项目持批评态度的报纸,现在是满溢的与赞美