何繼江：地熱與冰島能源轉型的啟示

清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新研究院政策發(fā)展研究室主任 何繼江

大家好！非常高興向大家匯報一下關(guān)于冰島方面的情況，我本人其實(shí)不是研究地熱的專(zhuān)家，但是4月份，雄安新區新區剛剛發(fā)布之后，4月下旬，我就去冰島考察，待了大概一個(gè)星期，所以這次我把冰島考察的情況向各位領(lǐng)導做一個(gè)匯報。

我們國家現在搞能源革命，有幾個(gè)階段性的目標，2020年非化石能源占到15%，2030年占到20%，2050年占到50%。按照巴黎協(xié)定的說(shuō)法，長(cháng)期目標在本世紀下半葉要實(shí)現溫室氣體的凈零排放，化石能源的規?；没旧喜惶赡芰?，我們國家也需要在本世紀下半葉達到這樣的狀況。

冰島這個(gè)國家，在全世界的國家當中能源體系非常特別，它的可再生能源占到了85%，大概是我查到的國家當中的比例是最高的。這個(gè)國家非常明確的提出到2050年完全擺脫對化石能源的依賴(lài)。這個(gè)國家，在大西洋的中間，是一個(gè)島國，10萬(wàn)平方公里，人口只有30幾萬(wàn)，降水量非常豐富，因為他是一個(gè)海洋氣候。同時(shí)它是亞歐板塊和美洲板塊之間的交界點(diǎn)上冒出來(lái)的一個(gè)火山。正好是地質(zhì)交界，從中間一穿而過(guò)，所以火山非常的活躍，火山活躍帶來(lái)的情況，冰川的溶化帶來(lái)了非常豐富的水利資源。

這個(gè)國家，也不是以前不搞化石能源的，19世紀開(kāi)始，從歐洲大陸買(mǎi)煤，從英國買(mǎi)煤，要供暖，要工業(yè)使用。一戰買(mǎi)不到煤，二戰又經(jīng)歷折騰的過(guò)程，他們開(kāi)始大規模的開(kāi)發(fā)島上的自己的資源，叫做地熱和水電。到了1973年的石油機對冰島也是非常大的影響，他們要追求能源安全，追求能源獨立，所以大規模的發(fā)展本地的可再生能源，地熱和水電。他們的發(fā)電量總共是188億KW時(shí)，其中26%來(lái)自地熱，73%來(lái)自于水電，現在的風(fēng)電大概占到0.1%，火電117KW的火電，實(shí)際上基本上沒(méi)發(fā)電，算比例幾乎是0的比例。他們的風(fēng)資源很好，只是因為水電和地熱已經(jīng)太多太便宜了，所以他沒(méi)有強烈的愿望要大規模發(fā)展風(fēng)電，其實(shí)資源很豐富。而且他30多萬(wàn)的人口，人均5萬(wàn)多度電，用電量非常多，70%多用于工業(yè)，他把全國的電解鋁招商引資去了好多，在冰島做工業(yè)，它的電價(jià)基本上2毛錢(qián)一度電的水平，非常有競爭力。

它的供熱的情況是這樣的，現在整個(gè)冰島的供熱90%來(lái)自于地熱，9%來(lái)自電力，也就是用熱泵或者電泵的方法，1%是孤零零的別墅用石油在供暖，這個(gè)比例也是全世界最高的。它的動(dòng)力最主要是經(jīng)濟性和它的能源安全的問(wèn)題，當然霧霾也是一個(gè)因素。我們在冰島查到的資料，三四十年代的時(shí)候，那么小的冰島，這么小的城市也有霧霾，燒煤燒的。

它的熱主要是這些方面，最大頭是給建筑供暖，給房屋取暖，有居民的住宅，有商業(yè)的建筑。另外還有7.7%是給游泳池用的，7.1%是做烘干用的，還有工業(yè)和溫室大棚，在全國占到2.4%。冰島大量的足球場(chǎng)都是地熱供暖的，冰島足球踢的好與地熱有關(guān)。他們的大禮堂，街道上也鋪的地熱，這樣可以把雪熔化了。

剛才說(shuō)到Lagoo的地熱水以前直接排到火山巖里面的，后面考慮各種各樣的因素，也開(kāi)始回灌，很大的因素是中國，它的水資源非常豐富，他們以前不研究回灌問(wèn)題，他們跟雄縣合作了之后，發(fā)現不回灌這個(gè)事情很麻煩，于是在中國的提出下產(chǎn)生了回灌的問(wèn)題，我們也去考察，他們說(shuō)他們也在研究回灌，但是在冰島內部的情況下回灌的要求不是很苛刻，但是在中國不一樣，不回灌的話(huà)實(shí)在是不行。

冰島它的情況相對比較簡(jiǎn)單，以地熱為主，在北歐這個(gè)國家，地熱沒(méi)有資源那么豐富的，他們那兒做的更多一點(diǎn)，也在考慮未來(lái)的供熱期當中沒(méi)有化石能源，以工業(yè)余熱這是必須利用的，其它的把光伏、地熱利用起來(lái)，建立新的能源體系。

冰島雖然自己用的地熱，但是他也從丹麥，挪威這些國家有很多的借鑒，其中很重要的因素第四代區域供熱，最重要的特征，供熱的溫度比較低，不是用高溫蒸汽的方法供熱，而是越來(lái)越多的地區采用這種比如說(shuō)70度凈水，60度凈水，甚至50度更低的凈水的溫度，回水溫度二三十度這樣的方法來(lái)做，丹麥也是這個(gè)方向努力，冰島也是這個(gè)方向努力。我們在冰島住的地方，無(wú)論住宿的地方，還是各種單位，看到的都是丹麥的丹福思，所以他們跟丹麥這邊的供熱體系的思路是比較一致的。冰島雖然有豐富的地熱資源，但是他們對低溫供熱下了很大的功夫，回水溫度可以低至50到25度，低溫型供暖可降低管網(wǎng)中的熱損失，把資源量放大了，又可以提高熱泵的效率，放大了熱泵的作用。

在丹麥，我們可以看出來(lái)更復雜的供熱體系的情況，它的區域供熱大體上相當于中國的集中供熱，一個(gè)煤炭很快被淘汰，第二天然氣逐步淘汰，垃圾是第一大供熱來(lái)源，太陽(yáng)能是第二大供熱來(lái)源，生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)非常重要，地熱也在增加，丹麥以前怎么搞地熱，現在他們也在發(fā)展地熱資源，這里面會(huì )占到很大的一塊，另外是大型的熱泵，這是丹麥的情況。

把電熱組合在一起，在北歐地區，出現這樣的想法，叫未來(lái)的智慧能源系統，也是清華所謂的能源互聯(lián)網(wǎng)跟這個(gè)有關(guān)系，資源都是來(lái)自于可再生能源，用途滿(mǎn)足于交通、電、熱和冷，以前這三個(gè)系統是分開(kāi)的，現在智慧能源系統要把它整合在一起，電可以直接用于電，也可以用于交通，也可以用于供熱，因為電是里面的一個(gè)樞紐。因為電可以制染料，變成電解水制氫，制甲烷。冰島的情況在這里面屬于最簡(jiǎn)單的因為在丹麥風(fēng)電多，它就是波動(dòng)性的，德國的光伏比較多，它也是波動(dòng)性的，冰島的地熱發(fā)電和水電都是比較穩定的，所以它這個(gè)系統當中的穩定性的問(wèn)題相對比較簡(jiǎn)單。但是比較簡(jiǎn)單的冰島的能源系統給我們帶來(lái)了一個(gè)比較容易分歧的地方，德國的光伏系統比較復雜，這是我們以后從簡(jiǎn)單到復雜的系統，慢慢慢慢的擴展的。

還有一些補充的信息，第一個(gè)地熱本身是可再生能源，但是地熱是有碳排放量的，以前我也不知道，這次去了冰島，把人家地熱公司的年報相關(guān)資料拿出來(lái)一看，發(fā)現地熱也是有碳排放的，你雖然是可再生能源，但是碳排放的問(wèn)題還是要考慮。

幾個(gè)案例，一個(gè)這個(gè)工廠(chǎng)，1976年建的，做發(fā)電，現在它的裝機量是76.4KW，

第二個(gè)是用來(lái)供熱，它的供熱能力達到了200KWT的熱產(chǎn)量。

第三尾水，原來(lái)是隨便排的，現在變成Lagoon，最著(zhù)名的溫泉。

第四個(gè)，地熱電廠(chǎng)，伴隨二氧化碳，為了減排，他們考慮碳補給，現在他們用二氧化碳做甲醇。水電和地熱都很便宜，電解水制氫，氫和二氧化碳作用，就生成了甲烷或者甲醇，他們現在大概算是國際上規模最大的綠色甲醇的工廠(chǎng)，現在產(chǎn)能4千噸，現在還在中式規模的甲醇的工廠(chǎng)。這個(gè)工廠(chǎng)跟我們中國有關(guān)系，李書(shū)福把他收購了，他要做甲醇汽車(chē)，把它收購了，這個(gè)公司叫做CRI。它用于交通。用于交通，因為在冰島和在歐洲國家，對汽車(chē)是收燃油稅的，非常高的燃油稅，綠色甲醇就不用收燃油稅了，他雖然沒(méi)有從碳市場(chǎng)上得到額外的收益，因為燃油稅的問(wèn)題，它得到了一定的補償。所以感覺(jué)上還是有發(fā)展的空間。

這是他們提供的數據，他們的甲醇的碳排放量非常的低，如果是汽油和柴油到84%，他們幾乎是1%的水平。那個(gè)工廠(chǎng)，李書(shū)福收購了，所以他在國內老推薦甲醇汽車(chē)，與這個(gè)事情是有一定的關(guān)系的，這個(gè)技術(shù)路線(xiàn)還是值得關(guān)注的。地熱工廠(chǎng)，他們也做了充電樁，有兩處，一處是外面的充電樁，一處是園子里面，給他員工用的，已經(jīng)形成一定的規模，他不單只是做發(fā)電的事情。

第二個(gè)案例是我們去考察的一個(gè)溫室大棚，離首都大概90公里，這個(gè)地方建設的大棚是用地熱來(lái)供暖的，生產(chǎn)西紅柿。它的各種各樣的熱水管，智能的管理溫度。而且它的燈光也是特制的，燈光是24小時(shí)開(kāi)的，到了晚上也開(kāi)著(zhù)，西紅柿在那兒猛長(cháng)，不睡覺(jué)。產(chǎn)量就變得很高。另外地熱水產(chǎn)生的過(guò)程中會(huì )有二氧化碳，二氧化碳收集起來(lái)，提純灌到溫室里面，二氧化碳高了以后，有利于溫室大棚作物的生長(cháng)，所以溫度、電、二氧化碳又綜合利用了。

過(guò)去十幾年大棚的生產(chǎn)率大幅度提高，2010年的時(shí)候溫室大棚的規模有所下降，原因生產(chǎn)力提高了，不需要那么多的產(chǎn)量，他們西紅柿的自給率達到90%以上，西芹約80%，西紅柿超過(guò)70%。

我們國家好像曾經(jīng)移植冰島的模式，搞了一個(gè)同樣的工廠(chǎng)，地熱大棚，結果發(fā)現不一樣，因為這個(gè)大棚他們夏天是沒(méi)事的，因為他們那兒很涼快，到了上海夏天熱的要死，太陽(yáng)一曬溫度很高，植物在里面很難生長(cháng)，都熱暈了，這些東西不能簡(jiǎn)單的照搬，一定要重新考慮應用情景。

他們還有一個(gè)技術(shù)，也是最新東西，他把二氧化碳和硫化氫，地熱產(chǎn)生的硫化氫，硫化氫選擇了合適的地層回灌到地下去，發(fā)現它不光是一個(gè)回灌的狀態(tài)，而是跟地層發(fā)生了化學(xué)作用，固化了，變成巖石，成為巖石的一部分，固化的效果比原先的還好，這個(gè)事挺有意思，這是一個(gè)重要的科學(xué)的關(guān)注的事兒。

還有一個(gè)事情冰島的深鉆計劃，雖然他們的地熱都已經(jīng)用不完了，但是他們還是不斷的向科學(xué)的前沿進(jìn)軍，搞深鉆計劃，之前失敗過(guò)一次，鉆著(zhù)鉆著(zhù)，鉆到一個(gè)巖漿的背上，就鉆不下去了，燒壞了。今年鉆成了，他們當時(shí)的目標是要鉆深達到四五千米，研究超臨界含水液體，也就是400到600度液體的規律。今年年初的時(shí)候，鉆成了，鉆到4659米的地方，鉆出了427度的水，據冰島的能源局的局長(cháng)介紹，這樣單井發(fā)電能力達到50KW，4月份能源局給我們做了介紹，6月份請他到清華大學(xué)做了演講。因為我們也研究一下地熱在中國的情況。

最后幾個(gè)思考，第一個(gè)，通過(guò)考察冰島我們感覺(jué)到100%可再生能源前景是可期的，他們的零碳理念、環(huán)保意識和創(chuàng )新意識給我們非常大的啟發(fā)。一個(gè)30多萬(wàn)的人口，也就是天通苑這么大的地方，人家在地熱，在很多的領(lǐng)域走到了世界的最前沿，這種創(chuàng )新的能力和決心，這是值得我們欽佩和學(xué)習的。

還有一個(gè)感慨，科技決定能源的未來(lái)，科技創(chuàng )造未來(lái)的能源，他們在地熱供暖、地熱發(fā)電、區域供熱、甲醇汽車(chē)、碳捕集和深層鉆井這方面做了大量的前沿的科學(xué)探索，這的是值得我們學(xué)習的。

還有幾個(gè)想法，第一個(gè)地熱在中國部分地區可以成為主體供熱能源，第二個(gè)，中國需要在地熱方面做持續的技術(shù)研發(fā)，探索地熱平臺上可再生能源系統，比如雄安非常具有條件來(lái)探索這樣的事，怎么成為一個(gè)地熱的綜合示范區。

第三個(gè)是有人問(wèn)，你們冰島有這么好的水電，這么好的地熱，你們?yōu)樯哆€要去搞那么多的深鉆計劃，新花樣，甲醇汽車(chē)，說(shuō)汽車(chē)問(wèn)題怎么解決？他們在2008年準備搞氫原料電池汽車(chē)，我問(wèn)他們你們進(jìn)展如何了？他說(shuō)這個(gè)事情你要是不問(wèn)我，我都忘記了，因為這個(gè)太貴沒(méi)整成，沒(méi)整成以后幾乎放棄做這個(gè)，現在他們跟中國合作，現在全世界電動(dòng)汽車(chē)中國的量最大，但是就銷(xiāo)售國家銷(xiāo)售的比例，挪威第一，去年29%，然后是冰島和荷蘭，大概是26%。我有一個(gè)感慨，冰島只有30萬(wàn)人口的小國，你指望人家把電動(dòng)汽車(chē)解決，太苛刻了，應該我們大國承擔，在全球的能源轉型的過(guò)程當中承擔研發(fā)者和引領(lǐng)者的角色。

最后能源轉型和產(chǎn)業(yè)轉型可以同步進(jìn)行的，冰島人家解決了自己的問(wèn)題，同時(shí)為世界做了貢獻，中國解決了自己的問(wèn)題，再為全世界做貢獻，做“一帶一路”，這就是可以協(xié)同的事情，首先我們一定要有信心，有決心解決我們自己的能源轉型的問(wèn)題。