地热:瑞士绿色能源的未来

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能源利用模式的转变

瑞士作为最早开发利用可再生能源的国家之一，在利用水能、地热以及太阳能、风能与生物质能等再生能源方面一直走在世界前列。根据瑞士联邦能源部能源局公布的统计数据显示，2010年度瑞士的发电比例为水力发电55.8%、核发电39.3%、其它可再生能源则占4.9%。

然而，尽管瑞士水资源十分丰富，但其电力生产所依赖的水量却并非全年四季都非常丰沛，绝大部分还是很依赖夏季的降雨和冰山积雪融化，冬季发电水量则相对缺乏，虽然高山大坝水库和蓄水池积储了融化的雪水，但随着工业及生活用电的不断攀升，仅仅依靠水力资源已经无法满足国内的电力需求。此外，在瑞士国内的放弃核能呼声日愈高涨，瑞士政府又不得不着手准备逐渐淘汰核能的计划与政策。如此一来就意味着，瑞士未来将有近40%的电力需求缺口需要得到相应的替代。

对此，瑞士地热协会地质学家凯西·克里林认为，自主供电能力的强弱是体现一个国家经济竞争能力的主要决定因素之一，所以如何综合利用国家水力与地热资源以及其他新型能源已经成为瑞士长期稳定的能源发展政策。

种种原因的推动下，瑞士联邦政府最终决定对其国内的能源政策作出调整，着手把综合开发利用包括地热发电在内的地热资源利用纳入到新一轮的能源发展规划中。

地热能源的“老玩家”

事实上，尽管瑞士在地热发电技术上还不算十分成熟，但在地热能源的利用方面却早已成效显著了。

原来，根据瑞士地热协会对其国内的地热设施进行统计得出的数据显示，瑞士境内已有约5万多座以高温地下水或蒸汽形式利用地热的各类能源采集装置，是当下全球拥有地热设备数量最多的国家。目前瑞士国内约3成的新建筑物都已采用了地热供暖，而且在利用地下50米到300米处浅层地热的地热热泵利用率方面，瑞士更可谓居世界各国之首。

以瑞士巴塞尔市附近的一处地热工程为例，人们首先利用高压将地表冷水输送至地下5000米深处，因为那里的岩石热度约为200摄氏度，冷水加热后使用钻探装置地热泵将水又重新抽回地表。这一系统冬天可以给住房、办公场所以及酒店和温室供热；夏天则执行反向过程，将剩余的热能输送回土壤及岩石深处。巴塞尔仅利用这一地热装置就可为当地1万多个用户提供取暖与供冷。

瑞士在地热能源利用方面拥有的丰富经验，再加上地热发电的优越性——既不会产生二氧化碳，也不受气候、时间和季节影响，这与欧盟此前在全球气候大会上的减排承诺不谋而合，难怪瑞士国内许多城市及其国内的多家电力公司纷纷对地热发电寄予了很大的期望。

事实上，瑞士7家电力公司早于2010年11月就联合组建了联营企业瑞士吉奥能源公司，其中包括了在地热开发方面一直走在前列的巴塞尔市电力公司以及苏黎世市电力公司。吉奥能源公司理事乌尔斯·施泰纳在接受瑞士广播公司采访时表示，对于以地热能源替代核电站和火力发电，该公司充满了期望。今后4年内，该公司将选择合适的候选开发区域，就地热发电进行地质勘探调查。

雄心勃勃的地热资源开发计划

尽管目前世界上现用电能中大约只有1%是通过地热发电获取的，但是瑞士联邦政府已有计划在今后几年间将先行尝试使瑞士地热发电能够占到总供电量的3%—4%。为实现这一目标，2008年瑞士联邦政府能源局制定了雄心勃勃的投资计划。

该计划主要包括三项举措：优先使用开发绿色能源专款，将今后每年投资于开发绿色再生能源总款项的12%用于开发地热；保证技术人才培养：在瑞士联邦理工大学、苏黎世联邦高等工业学院等高校均设立了地热专业的硕士与博士学位，旨在培养开发地热利用方面的高端专业人才；鼓励地方政府投资开发地热资源，目前瑞士的圣加伦、苏黎世、日内瓦等市政府纷纷出台了开发地热计划。而在其中，地热开发利用的代表城市当属圣加仑。

位于瑞士东部工业重镇圣加伦市部分地区地下4000米处有150℃到170℃的高压热水资源。该市政府近年就拟定了计划，准备在3年内投资1.2亿瑞士法郎（约合1.1亿美元）建设新型的地热发电站，并打算在今后4年内实现供给能源的100%无碳化。而其中除了风能、太阳能外，50%以上的能源将通过地热发电来供给。

物尽其用，一石二鸟

圣加仑市目前的供暖主要还是依赖化石燃料，全年约9亿千瓦时的供热需求大约要消耗1200万瑞士法郎的费用。对此，圣加仑市环境能源局表示，如果能够成功利用该地130℃至170℃的地热资源，向市民提供20℃至25℃左右的采暖，将能大大节约资源消耗所产生的费用。

为此，圣加仑市在建的这一新型地热发电站采用了被称为水热法（Hydrothermal）的技术。这一技术的原理是：首先钻井至地下热水的含水层，安装并通过其中一路管道将热水抽到地面，利用其产生的蒸汽使汽轮机转动发电，同时利用另外一路管道将冷却水再输入地下。

利用这套系统，除了预计每年能够提供600万千瓦时至800万千瓦时的发电量外，同时还可以向当地的区域供热供暖部门提供热源。所谓区域供热供暖，是指通过管道接通一处或多处设备，同时对多处建筑物供热供暖的方法。圣加仑市建设的这一地热发电站及其配套设备，可以满足该市半数建筑物约4.4万栋建筑， 7万多户居民提供生活用电和供热供暖。

在运营上，瑞士目前的电力供应主要依靠各州和地方自治体承担，能源政策由各自治体提出并实施。发电站的建设工程总预算为1.59亿瑞士法郎，其中7600万瑞士法郎用于地热发电站建设，8300万瑞士法郎用于区域供热供暖事业。如果建设计划实施顺利，预计2014年能够建成并投入运营。假设该市的每个家庭和办公室将都用上该设施提供的地热供暖，那么该发电站相对较高的前期投资成本也有望在几年内迅速收回。

探索之路并非一帆风顺

当然，地热作为清洁能源的一种虽然拥有诸多优点，但瑞士的地热能源探索之路也并非一帆风顺。

开发地热带来的风险，也曾引发了当地人们的不少担忧——地热能开采不当有可能引发地震。2006年12月，巴塞尔市地热发电厂就曾因深入布满断层线的岩层深处获取地热，以期利用地下5公里处的地热发电，从而引发了一场里氏3.4级的地震，附近建筑受到波及，墙壁开裂、财物受损，导致当地一片哗然。最终，这一项目被迫中断，巴塞尔地质能量公司为相关损失赔偿了大约900万瑞士法郎（约合866万美元）。项目设计者、瑞士地质专家马库斯·黑林更因此被指控蓄意破坏财产。巴塞尔地热发电项目在2007年12月10日被正式下马并以“流产”告终。

此外，地热源勘探困难也是一个问题。尽管最近5年间瑞士的地热装置数量比此前翻了一番，但由于瑞士基本上没有活火山，而阿尔卑斯山脉地理结构又十分复杂，一般寻找到足够温度的地热水都须钻探至地表以下5公里之深。2010年，苏黎世市就曾花费2000万瑞士法郎对当地某地区进行地热发电的资源勘探，但是在勘探75天后找到的热水源温度却远远低于预期值。