冰島的能源轉(zhuǎn)型（下）

文 | 本刊特約評(píng)論員 何繼江

冰島的能源轉(zhuǎn)型（下）

文 | 本刊特約評(píng)論員 何繼江

冰島還發(fā)起了“冰島深度鉆孔計(jì)劃（IDDP）”，目的是使鉆井深度達(dá)到4000米—5000米，以了解“超臨界含水液體”在400℃—600℃時(shí)的性狀。

五、地?zé)嵊糜诠I(yè)生產(chǎn)

冰島西部Reykholar地區(qū)的海藻制造廠（Thorverk公司）直接利用地?zé)豳Y源進(jìn)行烘干。該公司通過(guò)使用專(zhuān)用的船只，收割西北部Breidafjordur河河底的海藻，再利用107℃的地?zé)崴畬?duì)海藻進(jìn)行烘干。該公司于1976年建成烘干工廠，每年生產(chǎn)約2000噸至4000噸的墨角藻和海藻粉。在冰島，還有企業(yè)利用地?zé)崮苌a(chǎn)魚(yú)干產(chǎn)品，主要包括咸魚(yú)干、鱈魚(yú)頭、鱈魚(yú)干和其他產(chǎn)品。烘干的鱈魚(yú)頭年出口量達(dá)1.5萬(wàn)噸。寵物食品烘干是一個(gè)新興起的行業(yè)，每年產(chǎn)量約為500噸。

冰島南部Grimsnes地區(qū)Haedarendi地?zé)崽锏囊粋€(gè)工廠，利用地?zé)崃魃a(chǎn)商業(yè)上使用的液態(tài)二氧化碳，每年產(chǎn)量約2000噸。

六、道路融雪

除了為建筑供暖之外，冰島的地?zé)徇€有一個(gè)特殊的供熱領(lǐng)域——加熱路面和融化積雪。這項(xiàng)工作是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始的。冰島首都雷克雅未克市中心地區(qū)的人行道和街道地下安裝了雪融化系統(tǒng)，該系統(tǒng)所消耗的能量主要來(lái)自地?zé)峁嵯到y(tǒng)的回流水。雷克雅未克地區(qū)雪融化系統(tǒng)的總面積約為55萬(wàn)平方米，全國(guó)雪融化系統(tǒng)的總面積約為74萬(wàn)平方米。冰島凱夫拉維克機(jī)場(chǎng)的融雪跑道則是世界上利用地?zé)崛谘┑牡浞丁?/p>

七、冰島深鉆計(jì)劃

為了探索深層地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)技術(shù)，冰島還發(fā)起了“冰島深度鉆孔計(jì)劃（IDDP）”。這個(gè)項(xiàng)目的核心目的是，計(jì)劃使鉆井深度達(dá)到4000米—5000米，以了解“超臨界含水液體”在400℃—600℃時(shí)的性狀。

IDDP項(xiàng)目啟動(dòng)于2000年，由3家冰島能源公司和冰島國(guó)家能源局共同發(fā)起。2005年，能源聯(lián)盟與國(guó)際科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）加入IDDP計(jì)劃。2007年—2008年，又有一家國(guó)際鋁業(yè)公司Alcoa Inc和挪威石油公司加入。

在開(kāi)發(fā)第一個(gè)全尺寸的IDDP-1井時(shí)，曾計(jì)劃使鉆井深度達(dá)到4500米。然而，由于意外鉆至熔巖，鉆井作業(yè)被迫終止。2010年，對(duì)這口井進(jìn)行的流量測(cè)試顯示，它產(chǎn)生了約30千克/秒的330℃過(guò)熱蒸汽，壓力為165巴，大約相當(dāng)于2萬(wàn)千瓦的發(fā)電能力。

第二口深鉆井——雷克雅日IDDP-2井的鉆井作業(yè)于2016年8月11日開(kāi)始，于2017年2月1日?qǐng)A滿完成，深度為4659米，完成了所有初步目標(biāo)。井底溫度為427℃，流體壓力為340巴，達(dá)到超臨界狀態(tài)。以此建設(shè)地?zé)岚l(fā)電廠，單井的發(fā)電規(guī)?？蛇_(dá)5萬(wàn)千瓦，是目前普通地?zé)峋l(fā)電能力的約10倍。通過(guò)IDDP計(jì)劃，人類(lèi)正在掌握更多深地科技，深層地?zé)釋拥拈_(kāi)發(fā)利用很有可能引起一場(chǎng)能源變革。

交通能源轉(zhuǎn)型的探索

冰島曾計(jì)劃在2050年之前把整個(gè)交通系統(tǒng)改造成依靠氫動(dòng)力。2008年，該國(guó)曾投運(yùn)氫燃料電池汽車(chē)，并投運(yùn)第一艘氫動(dòng)力商船。然而，2008年的金融危機(jī)對(duì)冰島的氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展造成很大影響。金融危機(jī)過(guò)后，其將零排放汽車(chē)的發(fā)展重點(diǎn)放在電動(dòng)汽車(chē)方面。

冰島具備電動(dòng)車(chē)普及的兩大基礎(chǔ)條件：75%的人口居住在離首都雷克雅未克不到37英里的范圍內(nèi)，其鄉(xiāng)村地區(qū)由一條長(zhǎng)為840英里的環(huán)形公路串接，按電動(dòng)車(chē)單次充電行駛里程數(shù)為40英里計(jì)算，約用20個(gè)充電站即可相連；此外，85%的能源為可再生能源，主要為地?zé)崤c水力。

2009年10月，首都雷克雅未克城市環(huán)境和交通委員會(huì)成立一個(gè)特別小組，負(fù)責(zé)推廣電動(dòng)汽車(chē)在首都地區(qū)的使用和充電站的建立。該委員會(huì)主席 Gísli Marteinn Baldursson 稱，基于冰島的綠色和可持續(xù)能源的發(fā)展，雷克雅未克有成為世界主要電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)的特定條件。特別小組的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)制定電動(dòng)車(chē)在該市得以廣泛使用的時(shí)間表及付諸實(shí)施的具體辦法。

政府還鼓勵(lì)電動(dòng)汽車(chē)分時(shí)租賃。2014年，電動(dòng)汽車(chē)租賃公司 Electric Carrental開(kāi)始對(duì)外營(yíng)業(yè)。

冰島政府對(duì)燃油征收很高的稅收，這使得電動(dòng)汽車(chē)等零排放汽車(chē)產(chǎn)生巨大的優(yōu)勢(shì)。

2016年，在電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量（插電式混合動(dòng)力汽車(chē)）占本國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)量比重的全球排行榜中，冰島以6.3%的比例僅次于挪威，排名世界第二。

用綠色甲醇替代汽、柴油燃料也是冰島探索交通系統(tǒng)去碳化的嘗試方向。地?zé)犭姀S的熱水伴生二氧化碳，形成一定的碳排放，于是冰島的地?zé)峁九μ剿鞫趸嫉牟都?。?chuàng)立于2007年的Carbon Recycling International（碳循環(huán)國(guó)際）公司將地?zé)岚l(fā)電過(guò)程中伴生的二氧化碳進(jìn)行捕集和再利用，用可再生能源制的氫氣或化工行業(yè)副產(chǎn)的氫氣與二氧化碳進(jìn)行作用，制成甲醇，替代汽、柴油燃料，實(shí)現(xiàn)交通能源的近零碳。2014年，冰島的甲醇年產(chǎn)能達(dá)到4000噸，碳捕集量約6000噸。

對(duì)中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的啟示

一、學(xué)習(xí)冰島的理念，堅(jiān)定能源轉(zhuǎn)型的信心

冰島在環(huán)保意識(shí)和零碳理念的推動(dòng)下持續(xù)推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，向世界展示了100%可再生能源的可信情景，向世界提供了一個(gè)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型、供熱能源轉(zhuǎn)型和交通能源轉(zhuǎn)型協(xié)同推進(jìn)的系統(tǒng)性樣本。中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)目前是以煤炭、石油和天然氣等化石能源為主，但有著豐富的可再生能源資源，如風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、生物質(zhì)能，以及海洋能。中國(guó)借鑒冰島的經(jīng)驗(yàn)，能夠更加堅(jiān)定能源轉(zhuǎn)型的信心，可以考慮勇敢地設(shè)定100%可再生能源的目標(biāo)，加速能源轉(zhuǎn)型。

二、地?zé)嵩谥袊?guó)能源轉(zhuǎn)型中將發(fā)揮積極的作用

2016年12月，中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組要求推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖。在治理霧霾的共同愿景下，供熱能源的去煤炭化正在加速。地?zé)崾且环N可以快速、大規(guī)模替代煤炭的清潔能源。中深層地?zé)峋膯尉┡芰梢栽?0萬(wàn)平方米以上。在河北省雄縣、陜西省武功縣等地區(qū)，中深層地?zé)嵋呀?jīng)取代燃煤成為供熱主體能源。雄縣地?zé)峁┡娣e已經(jīng)達(dá)到450萬(wàn)平方米，覆蓋率超過(guò)95%。可以預(yù)測(cè)，在地?zé)豳Y源豐富地區(qū)，地?zé)嵊锌赡艹蔀楣岬闹黧w能源。

今年4月，中央提出建設(shè)雄安新區(qū)，已經(jīng)采用地?zé)峁┡男劭h和容城縣都在雄安新區(qū)內(nèi)。以地?zé)嶙鳛橹黧w能源，實(shí)現(xiàn)雄安新區(qū)的清潔供熱已經(jīng)成為各方共識(shí)。雄縣地?zé)崽锩娣e300余平方公里，是中國(guó)東部平原中地?zé)崴Y源埋藏淺、溫度高、水質(zhì)優(yōu)、資源豐富、開(kāi)發(fā)利用條件好的地?zé)崽镏?。雄安新區(qū)的地?zé)衢_(kāi)發(fā)將為中國(guó)供熱能源轉(zhuǎn)型和地?zé)崛谌氤鞘心茉大w系樹(shù)立典范。

三、科技決定能源的未來(lái)，科技創(chuàng)造未來(lái)的能源

冰島的各種化石能源都是匱乏的，但這恰恰使冰島人民的科技創(chuàng)新愿望得到激發(fā)。通過(guò)在地?zé)犷I(lǐng)域持續(xù)的科技創(chuàng)新，該國(guó)在地?zé)峁┡?、地?zé)岚l(fā)電、地?zé)峋趸疾都?，乃至綠色甲醇領(lǐng)域創(chuàng)造了世界領(lǐng)先的科技水平，并進(jìn)而創(chuàng)造了能源轉(zhuǎn)型的奇跡。

中國(guó)的地域、人口、能源規(guī)模都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于冰島，能源轉(zhuǎn)型的復(fù)雜程度肯定也遠(yuǎn)超后者。但制約中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的并不是資源，而是有效利用可再生能源的科學(xué)技術(shù)。中國(guó)在放眼全球，學(xué)習(xí)冰島等國(guó)能源轉(zhuǎn)型經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，更要持續(xù)開(kāi)展各領(lǐng)域的科技創(chuàng)新。中國(guó)這樣的大國(guó)，應(yīng)當(dāng)為世界承擔(dān)起能源轉(zhuǎn)型技術(shù)研發(fā)者和引領(lǐng)者的角色。

四、對(duì)地?zé)峒夹g(shù)的再思考

（1）保護(hù)自然與改造自然的平衡。冰島著名的溫泉——藍(lán)湖并不是天然溫泉，而是地?zé)岚l(fā)電廠的地?zé)嵛菜诺交鹕饺蹘r形成的天然瀉湖，它是一種人類(lèi)技術(shù)改造后的自然，能否將其看作是人與自然關(guān)系的一種創(chuàng)新？在地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用的過(guò)程中，如何處理保護(hù)自然與改造自然的平衡？

（2）地?zé)豳Y源的可再生性。冰島全國(guó)人口數(shù)只有33萬(wàn)，面積為10萬(wàn)平方公里。單位面積上的用能負(fù)荷很低，地?zé)岬乃Y源和熱資源的恢復(fù)比較容易。但在中國(guó)，人口密度大，用能密度高出冰島許多倍。中國(guó)有很多縣，人口總量超過(guò)百萬(wàn)，是冰島的數(shù)倍，但面積卻只有1000多平方公里，相當(dāng)于冰島的百分之一，更不要說(shuō)人口高度密集的北京、天津這樣的超大型城市了。在這些城市和鄉(xiāng)村，清潔供暖如果采用地?zé)?，在地?zé)豳Y源的可持續(xù)性方面將面臨巨大挑戰(zhàn)，需要在地?zé)衢_(kāi)發(fā)時(shí)進(jìn)行特別謹(jǐn)慎的考慮。

（3）回灌問(wèn)題。冰島最初開(kāi)發(fā)地?zé)釙r(shí)，并不考慮地?zé)崴幕毓鄦?wèn)題。但在中國(guó)，必須考慮回灌，現(xiàn)在冰島也把回灌列入監(jiān)管體系。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，回灌的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管體系還遠(yuǎn)未完善，這在中國(guó)的地?zé)衢_(kāi)發(fā)中，是必須要著力解決的。

（4）地?zé)衢_(kāi)采誘發(fā)地震問(wèn)題。石油開(kāi)發(fā)的鉆井工程會(huì)影響地下的地質(zhì)條件，進(jìn)而會(huì)誘發(fā)地震，這已經(jīng)眾所周知。地?zé)峋蜚@井深度超過(guò)2000米，也對(duì)地層造成明顯的擾動(dòng)，已有的研究表明，地?zé)峋畷?huì)誘發(fā)地震。但目前這方面的研究尚不足，也缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。雄安新區(qū)的地?zé)衢_(kāi)發(fā)將需要建設(shè)大量的地?zé)峋谝?guī)劃建設(shè)階段就必須考慮誘發(fā)地震因素，提前準(zhǔn)備地層變化監(jiān)測(cè)和地震監(jiān)測(cè)體系，以備開(kāi)展科學(xué)研究，制定相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)，最大程度減少地?zé)衢_(kāi)發(fā)誘發(fā)地震造成的不良后果。（全文完）

（作者單位：清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院）