我国地热资源开发利用优势对比

4/4我国地热资源开发利用优势对比第6期水文地质工程地质·Ⅰ·我国地热资源开发利用优势对比分析

李悦，关锌

（中国地质大学（武汉），武汉430074）

·Ⅱ·水文地质工程地质2011年

2km2。

随着技术进步和产业规模化，风电成本一直呈下降趋势，到2020年有再降低20%40%的潜力。目前我国已经批复的风电上网电价在0.50.6元/kWh之间，少数高于0.6元/kWh。

风电价格与常规发电相近。按照国家发改委能源研究所的估计，按照2020年前降低20%计算（以不变价格计算），风电成本预计接近或低于0.4元/kWh，从而具有和清洁火电竞争的优势。

2.1.3太阳能资源利用的经济性

太阳能资源的开发利用成本与其利用技术、利用方式有很大的关系。目前已经成熟的有规模应用潜力的太阳能利用形式是太阳能热水器，太阳能热发电技术还不成熟。目前使用太阳能热水器获得能源的预期成本为：国内消费水平和国际消费水平下的成本（按出厂价）分别为0.06元/kWh和0.20元/kWh（热），平均水平在0.13元/kwh（热）左右。

2.1.4生物质能利用的经济性

生物质能发电成本主要取决于生物质原料的价格，由于生物质分散和季节性强，因此生物质收集、运输和储存成本价高。

2.2新能源环境影响比较

一般来讲，新能源利用的环境影响很小，主要是产品生产本身的较少的能源消耗和少量的污染物排放。从能源消耗和能量回收的角度考虑，风电的回收期最小，太阳能光伏发电最大，太阳能光热发电介于两者中间。一般来讲，风电装备制造所消耗的能源，在风电装备投产后36个月便可通过发电回收，太阳能光伏发电和热发电大约需要23年，太阳能热利用大约在1年左右。随着技术的进步，其能量回收期还可以缩短。

从温室气体减排的角度，各种可再生能源都具有竞争优势，根据日本中央电力研究所的研究资料，水电、风电、太阳能发电和地热发电等产生的温室气体很少，并且仅为在电站建设和装备制造过程中使用能源的排放。生物质发电的环境影响比较复杂，如果不考虑资源消耗过程中的能源消耗，其发电排放的温室气体主要是设备制造消耗的能源所致，略高于太阳能发电和风电，相当于每千瓦时排放45g或160gCO

2

。

在我国影响可再生能源发电技术发展、需要进行相互比较的因素还有土地资源。按照现有技术水平粗略的推算，每10km2的土地，大约可以安装100?104kW的太阳能发电或布置4?1046?104kW的风电设备（实际占用土地可以忽略不计），年发电量分别为10?108kWh和14?108kWh。而同样的土地面积每年只能生产大约7500t的生物质能源，可发电1000?104kWh左右，即单位占地面积的能源产出，按发电量计算，如果生物质发电为1，风电大约为10，太阳能发电是100。因此从发电占地角度考虑，太阳能发电和风力发电要明显优于生物质发电。

2.3新能源供暖供热产品竞争力比较

2.3.1新能源供暖方式

（1）地热能

中国地热资源丰富，北京、天津等地热田产出的7090?的地下热水既没有CO

2

排放，又是资源品位的恰当利用，正好可直接引至供暖系统为供暖利用。2008年我国利用常规地热资源的供暖面积为2400?104m2，至2009年末达到了3020?104m2。

在地热能热利用技术中，地源热泵技术的推广应用具有更广阔前景。地源热泵技术有效利用蕴藏在地表浅层丰富的地热资源，替代传统供热供冷模式，解决建筑的空调、采暖、热水供应，全年可节约能源40%以上，可有效降低城市的污染物排放和热岛效应。

（2）太阳能

太阳能热利用技术主要是太阳能热水、太阳能采暖制冷、太阳房和太阳灶等技术。太阳能热水器是目前太阳能利用技术中最为成熟的技术，应用普及率较高。太阳能制冷和采暖技术尚在研发和实验之中。2.3.2地热能供暖成本效益

（1）经济效益分析

根据现有实际工程测算，采用地埋管热泵系统，初投资约为300480元/m2，其中冷热源部分投资约为200270元/m2。和目前常规单一供暖方式相比，地源热泵系统初投资较高，但地源热泵系统提供供暖空调生活热水多重功能，而传统集中供热基本为单一供暖功能。

采用地源热泵系统作为楼宇空调系统，其运行费用可大大降低。用地源热泵系统供暖时，根据不同的地域、气候、资源、环境，其运行费用可比传统中央空调系统降低25%50%。

（2）应用局限

浅层地温能虽然普遍存在，但是其开发利用与地质构造具有很大关系，因此并不是各地都可以使用热泵技术。浅层地热能是一种低品位能源，利用时需考虑其可以支持的建筑面积，这可能会对地源热泵的规模产生一定的限制。此外，地源热泵的发展要考虑对地下水以及地表温度等的影响。

第6期水文地质工程地质·Ⅲ·

（3）发展趋势

地源热泵作为浅层地温能的利用技术，近年来在

我国得到了大规模的应用。据预计，2020年全国利用

浅层地热能的供暖和制冷面积将达到2?108m2。

2030年为4?108m2，2050年将达到10?108m2。

2.3.3太阳能经济效益分析及发展趋势

（1）成本效益分析

以北京某能源开发公司太阳能供热、采暖工程为

例。该系统的增加投资部分约为38万元，折合单价：

2317元/m2集热器；根据实测结果，共计74天内，收集

利用的太阳能为15874kWh，按照北京市采暖季天数

129天，全采暖季可收集利用的太阳能约为

27672kWh，相当于替代2944m3天然气；按天然气价

1.9元/m3，节省采暖费5593元。如按照北京市民用

电价0.49元/kWh，则折合采暖季的节能费用为13559

元。以目前北京市区的主流采暖方式———燃气、燃油、

电锅炉计算，该太阳能供暖区全采暖季应缴纳的采暖

费为19200元。做到全年综合利用（冬季采暖、全年热

水），则全年的综合节能约103664kWh；集热系统工作

寿命不同时，非节能建筑和50%节能建筑全年综合利

用系统的太阳能供热、采暖成本见表1。

表1不同条件下系统的太阳能供热、

采暖成本（太阳能热价）

集热系统寿命

（年）非节能建筑

（元/kWh）

50%节能建筑

（元/kWh）

100.390.20

150.270.14

（2）应用局限

在我国，太阳能资源分布丰富区域与市场需求区不相匹配，除了资源之外，制约太阳能利用的主要因素是其安装条件，由于热水器必须与建筑一体或接近建筑物，因此足够的屋顶、墙立面或可利用的空旷地面面积是保障太阳能热水器利用的先决条件。

（3）发展趋势

太阳能供热采暖是继太阳能供热水之后，最具发展潜力的太阳能热利用技术，是今后应在建筑中大力推广的技术；根据国家发改委制定的我国可再生能源中长期发展战略中的太阳能集热器安装面积的发展目标，提出太阳能供热采暖项目在集热器总安装面积中所占的比例，分别为：2015年：20?104m2（1/?）；2020年：150?104m2（5/?）。

3结论

通过对新能源开发利用现状的比较，我们可以得到地热能在供暖方面具有优势的结论。

3.1资源优势

在资源分布上，地热资源分布与供暖需求目标区域相重合。我国东部和东北部的广大平原区地质构造普遍适合地源热泵和深层地热开发利用，而该地区也是需要供暖和制冷的地区。而太阳能的最丰富地区集中在新疆、甘肃、内蒙古西部与西藏地区，很丰富地区集中在宁夏、陕西、山西、云南和四川等地区，这些地区地广人稀，农牧区占有很大比例，太阳能供暖需求不足。因此从资源分布与市场需求上，地热资源占有很大优势。

3.2现状优势

截至2009年底，我国深层地热能供暖面积已经达到3020?104m2，年均增长约20%，地源热泵供暖面积更是达到10070?104m2，年均增长率约30%，国家相关部委也大力推广地源热泵供暖示范项目。地热供暖面积的快速增长使得地热供暖逐渐被广大用户所接受，市场占有率逐渐提高。同时，通过与国外地热公司合作以及引进国外技术消化吸收等方式，地热能供暖技术发展迅速并日趋成熟。

3.3经济性优势

在初投资方面，地埋管地源热泵系统的初投资约为300480元/m2，太阳能的投资约为2317元/m2，相比较而言，地热供暖具有优势。

目前，地热供暖的成本为0.204/kWh，而太阳能供暖的成本约为0.39元/kWh，地热供暖更具优势。

3.4稳定性优势

由于太阳能的开发利用受天气因素影响较大，而地热能不受短期气候变化影响，相对来说更稳定。

3.5技术优势

目前常规地热利用技术还存在钻井、尾水回灌、设备标准不统一等问题，浅层地温能利用技术已经趋于完善，已经进行大规模的商业化开发利