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全球地热能发展及利用现状美国地热发电装机量最高「图」
发布日期:2021-06-16 07:10   来源:未知   阅读:

  2015-2020年,全球用于电力项目的地热钻井总数为1159口,用于电力项目的地热总投资为103.67亿美元。2015年世界地热发电总装机容量为12283.9兆瓦,能量为73550.3百万千瓦时每年,到2020年地热发电总装机容量增长至15950.46兆瓦,能量增长至95098.4百万千瓦时每年。其中以美国的地热发电装机容量和能量最高,2020年装机容量为3700兆瓦,能量为18366百万千瓦时每年。

  2010-2025年世界地热发电总装机容量总体上呈现上升趋势,预计到2025年世界地热发电总装机容量将达到19361兆瓦。但是从增长率来看,2025年预测的地热发电装机容量增长幅度略有下降,这主要是由于来自太阳能、风能和天然气等与价格相关的竞争,以及许多国家对促进新的地热开发犹豫不决。

  全球地热发电装机容量最高的国家为美国,2020年装机容量为3700兆瓦;其次为印度尼西亚,2020年装机容量为2289兆瓦;第三为菲律宾,2020年装机容量为1918兆瓦。2020年地热发电装机容量前十的国家中,除美国外,其他国家国土面积狭小,而且很多都为岛国。

  世界装机热容量(MW)、年能源使用量(TJ/a和GWh/a)和容量系数。截至2019年底,全球地热直接利用的总装机容量为107727MW,比2015年增加52.0%,年复合增长率为8.7%。年总能源使用量为1020887TJ(283580GWh),比2015年增长72.3%,年复合增长率为11.5%。全球容量系数为0.300(相当于每年2628个满载运行小时),比2015年的0.265和2010年的0.28有所增加,但与2005年的0.31和2000年的0.40相比有所有所下降。

  直接利用(地源热泵)装机容量最大的五个国家是:中国、美国、瑞典、德国和土耳其,占世界装机容量的71.1%;地源热泵年能源利用最多的五个国家是:中国、美国、瑞典、土耳其和日本,占世界能源使用量的73.4%。然而,从土地面积或人口角度对数据进行的分析表明,较小的国家占主导地位,尤其是北欧国家。装机容量若按照MW/人口计,“前五名”将依次为冰岛、瑞典、芬兰、瑞士和挪威;若按照年能源使用量TJ/a/人口计,“前五名”则为冰岛、瑞典、芬兰、挪威和新西兰。

  按单位面积的装机容量计(MW/面积),“前五名”是瑞士、荷兰、冰岛、瑞典和奥地利;按单位面积的年能源使用量(TJ/a/面积)计,排名靠前的国家是:冰岛、瑞士、瑞典、匈牙利和奥地利。

  在过去五年,地热装机容量(MW)增幅最大的前五个国家是冰岛、匈牙利、法国、埃及和澳大利亚;在过去五年地热年能源使用量(TJ/a)增幅最大的前五个国家是西班牙、也门、澳大利亚、肯尼亚和格鲁吉亚。

  相关报告:华经产业研究院发布的《2021-2026年中国地热发电市场全面调研及行业投资潜力预测报告》

  中国、土耳其、日本、冰岛和匈牙利这五个直接使用量最大国家(除地源热泵)的装机容量占世界总量的76.0%。年能源使用量(TJ/a)最大的五个国家(除地源热泵)是:中国、土耳其、日本、冰岛和新西兰,占世界总量的76.5%。

  据1995至2020年世界地热大会公布的数据,世界地热直接利用显示,1995年冰岛居世界第一,但自2000年开始中国一直稳居第一位,且中国在世界所占的份额越来越大;2020年,中国地热直接利用的能量占世界总量的47.2%。

  地热的直接利用形式包括地源热泵、空间供暖、温室供暖、养殖塘加热、农业干燥、工业用途、沐浴和游泳、冷却/融雪或者其他用途。其中从装机容量来看,地源热泵装机容量最高,2020年达到77547兆瓦。从能源使用量来看,淋雨和融雪能源使用量最高,2020年达到184070 TJ/a。从容量因子来看,工业用途的容量因子最高,2020年达到0.61。

  目前人们正在努力了解如何开发位于近海的地热资源。例如在爱尔兰海岸以北的Dunquin开展的项目通过大口径水平井每天能够生产10万桶水,这种流体在海底的温度可达100摄氏度,发电潜力可达10MW/井。然而,为了使该项目取得成果,必须开发可部署在海底的涡轮/发电机技术。

  大洋中脊由一条5万多千米长的洋底连续山链构成。这里是热地幔物质从地幔上涌,并在脊峰深度较浅处形成侵入体的地方。扩张构造环境引发张性断裂,并可观测到强热液循环正在海底形成热泉。在海底深处大洋中脊的热泉以“黑烟囱”著称,已经测得那里的温度超过370摄氏度。大洋中脊下具有巨量能源储量。近年来深海石油和天然气开采技术发展迅速。因此,未来大洋中脊地热能的生产在技术上和经济上将有可能是可行的。

  据估计,钻探约占新的高温地热发电项目总成本的40%,目前正在考虑采用一系列技术来提高钻井中的钻速(缩短钻井时间),以便更容易地在较深的深度进行钻井,并降低钻井成本。这些技术包括散裂钻削、激光钻削和等离子钻削等方法。这些技术都还没有商业化。

  在未来,人们还可能会越来越重视利用水中的热能,这种能源是与油井中的石油“协同生产”的。随着油井的成熟,许多油井会产生大量的水(水比油多得多)。Liu等人提出了一种审查油气藏发电潜力的筛选方法(从流量、井口温度、含水率、储层温度、渗透率、孔隙度等方面)。Liu等人提出了一个案例研究,这意味着Villafortuna-Trecate油田的单口井10年内可以生产25GWh的电力,净现值高达100万欧元。

  为建筑物提供供暖制冷是浅层地热能开发的主要作用。在不同类型的地热能中,浅层地热能被认为是低的焓或极低的焓(因为位于500m深度的浅层土壤温度较低),与传统的空调和热水系统相比,这种地热能可节省70%的能源。因此,这是该行业的脱碳技术之一。浅层地热能是一种可再生能源,具有很大的节能和减少污染的潜力,并且相对容易开采,不需要运输。在碳中和目标和居住与供暖面积不断增加的背景下,浅层地热能可以发挥重要作用。

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