看似平庸實則潛力超群的地熱發電

【日經BP社報導】人們對地熱發電寄予很大期望。在能源業內人士進行討論時,無論是自然能源推進者還是保守派學者,都超越其立場對地熱給予非常高的評價。可以說,除了一部分自然環境保護主義者和溫泉經營者外,反對的人很少。

對地熱開發企業而言,能夠探討開展新業務是期盼已久的事。在日本于2002年實施RPS制度(強制要求電力系統業者使用一定量以上利用新能源生產的電能的制度)之際,地熱發電實質性地被排除在適用對象之外,2009年又未被列入日本新能源法的適用對象。自東京電力公司于1999年在八丈島(伊豆群島之一)啟動3300千瓦的地熱發電以來,14年裏相關開發已中斷。甚至有的企業撤出了該業務。


而此次確立日本再生能源固定收購價格制度(FIT)之際,地熱發電成為適用對象,儘管附帶條件,但可在國立及國定公園的特別區域進行開發,建立這種業務環境的舉措的確具有劃時代意義,地熱發電終於站到了重新開始的起跑線上。


另一方面,地熱發電具有地下資源開發特有的風險,生產一線的反對者相當多。開發會花費超長的時間,能在何時、供給多大的電力也不明朗。從本篇開始,將分數章對地熱發電進行介紹。

 

作為核電替代能源富有魅力


與光伏發電和風力發電相比,不能否認地熱發電給人以樸實的感覺,但其設備利用率非常高,具有可作為基礎電源獲取發電量(小時)的優點。日本資源能源廳將其平均設備利用率定為70%。如果條件夠好,也可滿負荷運轉。不需要用於穩定輸出功率的投資,參考這一因素實際成本減少。另外,如果能夠確認蒸汽量,那麼在技術上與以往的發電站基本上是一樣的。在對一直承擔基礎電源重任的核電的依賴逐步降低的背景下,地熱是一種完全可以取而代之的珍貴電源。可以說是一種受內行人青睞的電源。


與其他自然能源相比,地熱從全世界來看都具有發展潛力。作為包括化石資源在內的可開發能源,可以說是日本在資源量方面唯一具有優勢的資源。世界上有日照量豐富的地方、風況很好的地方以及可確保廣闊土地的地方,在光伏發電和風力發電方面,與這些地方相比,不能否認日本處於劣勢。日本作為世界上屈指可數的火山大國,可進行地熱發電的蒸汽和熱水的蘊藏量居世界第3位。而且,在發電相關設備的製造方面,日本企業在全世界佔據著7成的市場佔有率。因此,在產業方面地熱發電也有望帶來經濟效益。


雖然筆者在再生能源中特別對風力發電的發展潛力及經濟性給予了高度評價,但每當此時常常都會被人問到「地熱發電怎麼樣啊?能對其抱有希望嗎?」很多人注意到了地熱發電的可行性,大多數人對其普及並無反感。



政策發生180度急轉彎



 

資料1.東北6縣有地熱開發潛力的地區
資訊來源:日本地熱開發企業協議會(點擊放大)

作為這種狀況及環境的反映,日本政府將此前極為慎重的政策做了可以說是180度的轉變,相繼出臺了扶持政策。日本經濟產業省趕在固定收購價格制度的條件確定之前,在2012年度預算中採取了一籃子扶助措施。準備了91億日元,對地表調查費用的8成、採掘調查費用的5成提供補貼。並通過產業投資特別會計,對開發業務給予60億日元規模的支援。即創建了由日本石油天然氣金屬礦物資源機構(JOGMEC)進行出資和債務擔保的制度等。將通過修訂法律來完善其功能。

在輿論關注的固定價格收購制度方面,提出了基本認可了企業方面要求的收購條件(期限為15年,收購價格1.5萬千瓦以上為26日元,1.5萬千瓦以下為40日元)。關於部分國立、國定公園的特別區域,日本環境省作出了放寬限制的決定,儘管附帶條件,但許可進行垂直挖掘。並且,對為與溫泉經營者順利進行協調而制定的建立健全環境指導方針也做了修改。這些決定都在3月份向各都道府縣發出了通知。可以說,在擺脫依賴核電的趨勢下,這顯示出作為基礎電源地熱發電的價值有了很大提高。關於圍繞自然公園內開發的討論,將在下一篇進行介紹。


地熱開發企業協議會指定東北地區地熱開發候選地


在上述政府積極行動的影響下,具體的開發構想相繼公之於眾。從事地熱開發業務的企業團體「日本地熱開發企業協議會」根據東日本大地震後 「去核電」 的趨勢和振興東北地區經濟的緊急性,在除宮城縣以外的日本東北5縣進行了可行性調查,並於20119月公佈了結果。以主要地區為例,下北(青森縣)為2.5萬~5萬千瓦,八甲田(青森縣)為23萬~46萬千瓦,八幡平(岩手縣)為86萬~172萬千瓦,栗駒(秋田縣)為36萬~72萬千瓦,藏王(山形縣)無數據,磐梯(福島縣)為125萬~250萬千瓦,將5個地方進行合計,潛在輸出功率達到了273萬千瓦~546萬千瓦(資料1)。

該資料顯示,除去特別保護地區和第1種特別區域,如果考慮到標高等地形上的限制等因素,則具體的可開發量為6個地域、17個地區共計74萬千瓦。其中有57萬千瓦即大約8成是在第2種、第3種公園中選址。這是以垂直挖掘為前提條件的數據,如果是傾斜挖掘,則會減少到一半以下。這是因為,與礦井之間的水平距離被限制在最遠1公里。並且,已探明磐梯地區擁有250萬千瓦的最大潛在發電量,當前可開發量為27萬千瓦,有4成集中在此地。



政府也在研究國立、國定公園內的候選地

進入2012年,隨著政府內放寬限制具體行動的實施,開發候選地開始登上了媒體。尤其是日本環境省221日發佈了關於允許垂直挖掘的「論點整理」後,具體報導接二連三。35日的《朝日新聞》以「國立和國定公園內的地熱發電」為題,登載了環境、經產兩省作為候選地正在研究的東北和北海道6個地區。國立公園有,福島市等的磐梯和吾妻地區為27萬千瓦,釧路市等阿寒地區為15萬千瓦,上川町的白水澤地區為3萬千瓦,秋田縣鹿角市藪之森地區為4萬千瓦;國定公園有,秋田縣湯澤市子安地區為7萬千瓦,木地山和下之岱地區為3萬千瓦。放寬限制的衝擊力頗大。

而且,323日《日本經濟新聞》晨報頭版頭條報導了「出光興產等決定在福島開發國內最大的地熱發電設施」的消息。由此可知,地熱開發商正步調一致,對熱門候選地進行調查,並準備成立業務公司。


FIT
喚醒地熱


陷入困境的地熱開發得以復甦的契機無疑是FIT的實施。按照當初的方案,除光伏發電之外,收購條件均為1520年,1520日元,在這個水準下地熱幾乎沒有用武之地。在通過日本朝野三黨協商進行修正,變成個別決定條件後,希望重新燃起。

為了說服政府的委員會等機構,各行業收集、整理了業務數據,並在說明方法上下功夫。其中地熱得到的評價是具有說服力。雖說數量少,但通過累積個別事業的詳細數據,出示了業務的成本和風險。


通過詳盡的個別業務數據進行說服


以地熱開發企業協議會(地開協)提交給各委員會的數據為參考,成本等估算委員會及採購價格等估算委員會計算出了發電成本和FIT價格等。10多年沒有新建設施,現有的發電站幾乎都已經向前日本電源開發調整審議會提交了資料,所以保存著每座發電站的詳細資料。根據現存17座、20個單元、54萬千瓦的全部數據計算並提出的規格、建設成本、發電成本,成為確定收購條件的基礎。雖然數量少,但從獨立發電的小規模發電站(霧島國際酒店100千瓦)到超過6萬千瓦的大規模發電站(柳津西山),種類豐富。


資料2是地開協在採購價格等估算委員會上介紹的3萬千瓦設施建設的相關數字。


 

資料2.地熱發電的成本結構ー成本等驗證委員會推算與地開協推算的比較ー
出處:日本地熱開發企業協議會(點擊放大)


左起是成本等估算委員會的推算及其修正,右端是地開協的推算。地開協的推算在成本等估算委員會討論後未進行調整。成本等估算委員會明確提出了成本的下限和上限,建設單價分別為1千瓦70萬日元和90萬日元,建設費為210億日元和270億日元。平均建設單價為80萬日元,平均建設費為240億日元。如果平均建設費加上調查費和系統連接費,則為267億日元。使扣稅後投資回報率(IRR)達到8%的售電價格為1千瓦時25.32日元。在相同前提下,地開協提出25.80日元的推算價格,並要求以此為準。採購價格等估算委員會基本上全面接受了企業的推算和要求,確定了1.5萬千瓦以上27.30日元,1.5萬千瓦以下40日元的標準(均為含稅)。

針對地開協按照規模(輸出功率為1萬千瓦、3萬千瓦、5萬千瓦)對個別業務進行估算的數據,資料3摘選了一些認為特別重要的項目。

資料3.日本地熱開發企業協商會的項目估算

(出處)根據日本地熱開發企業協議會資料製作


從建設單價來看,1萬千瓦級為1千瓦131萬日元,3萬千瓦級為1千瓦86萬日元,5萬千瓦級為1千瓦76萬日元,具有一定的規模效益。並且還可以看出,提取蒸汽的生產井(蒸汽井)以及將用過的熱水返回地下的回灌井方面的投資負擔較大。不僅在投產前,由於這些井會衰減,因此投產後也要繼續挖掘。但挖掘未必會成功。投資金額也十分龐大。調查開發費在初期投資額中的比例將佔到四分之一左右,打井挖掘費的比例也將提高至3成左右。

關於經濟效益,由於規模優勢比較明確,因此系統業者建議將收購價格作為與輸出功率之間乘方函數算式的變數(資料4)。輸出功率為1萬千瓦時,收購價格為1千瓦時37日元,3萬千瓦時為1千瓦時26日元,5萬千瓦時為1千瓦時22日元,6萬千瓦時為1千瓦時21日元。


 

資料4.輸出功率規模與收購價格的關係
出處:日本地開協(點擊放大)


除了規模不同之外,因地點不同,成本差異也非常大。不同地點釋放的蒸汽流量也大不相同(最大相差4倍),由於熱水量不同,生產井和回灌井的情況也各不相同。並且在投產後也會出現各種故障,有時不得不長期停工。所有發電站都經歷了超出預料的井堵塞、暴雨和雷擊等災害的影響、水蒸氣爆炸等帶來的一些影響和風險。不用說調查開發階段,就連投產後也會出現很多風險,因此業界提出稅後IRR達到8%(稅前為13%)的高水準要求。這也得到了認可。

根據需要鉅額投資和擔負重大風險的業務特性,地下資源開發獲得特別高的IRR得到認可。但儘管如此,地熱發電成本在15年間平均為15日元左右,輸出功率為1.5萬千瓦以上時,收購價格定為1千瓦時26日元。由此可以看出,地熱發電可承擔基礎電源的作用。


另一方面,IRR越高,風險就越高。下一回將介紹如何應對這一風險。(《日經商務在線》特約撰稿人:山家公雄) 【日經能源環境網】

引用: http://big5.nikkeibp.com.cn/eco/2012-04-18-05-56-23/2826-20120523.html?ref=ML&start=3 

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