巧用低温发电技术

添加时间：2013-07-30 10:02:18 来源：日经能源环境网

       日本列岛火山和温泉较多，拥有丰富的地热资源。即使地热发电成为日本可再生能源的主流也不为过，但现实情况是，地热发电的普及目前处于停滞状态。2000年以后，日本新启动的传统型地热发电设施数量为零。

　　在日本，新建地热发电设施之所以难，是因为地热探测需要花费较长时间，而且在探测时的土壤挖掘方面还存在严格规定。根据具体规模，不仅会成为环境评估的对象，而且还需要遵守《温泉法》和《自然公园法》。

　　如下表所示，地热发电运营商为了探测地热而进行挖掘时，有时需要按照《温泉法》的规定，从都道府县政府获得许可。而日本内阁府规制改革会议在6月5日的报告中，就增加了可不经许可便进行挖掘的规定。

　　许多地区温泉运营商担心地热发电会导致温泉枯竭，因而反对新建相关设施。

　　地热资源丰富的地区往往位于《自然公园法》规定的国立及国定公园内。国家长年以来一直禁止在国立和国定公园进行地热开发。虽然2012年3月放宽了部分规定，但原则上，禁止进行地热开发的方针并未改变。规制改革会议的报告也未涉及这个规定。

　　与温泉共存，不冒白烟

　　在日本目前处于运转状态的18座地热发电站中，日本杰富意工程技术公司拥有9座，是一家大型地热开发企业。

　　杰富意工程技术等为股东的岩手地热公司5月22日宣布，将在岩手县八幡平市内开始进行旨在实现地热发电商业化的挖掘调查。杰富意工程技术发电装置事业部技术主管福田圣二称，对象地区附近没有温泉，不会给温泉运营商造成困扰，而且选址还位于国立公园之外。不过，要确保大量具备这么好条件的候选地是非常困难的。

　　该公司猫准了在新建设施方面门槛较低的双循环发电，与美国奥马特技术公司（Ormat Technologies）合作，在日本引进了该公司制造的发电设备。

　　双循环发电是一种利用低温地热的温泉发电方式。传统的地热发电需要200℃以上的高温蒸汽，现有温泉温度过低，因此无法利用。而双循环发电设备利用100℃左右的蒸汽和温水也能驱动，因此可以利用温泉。并且，用于发电后的蒸汽和温水可回流到地下，因此无需担心温泉枯竭。

　　福田技术主管指出：“双循环发电与传统型地热发电不同，还具有运转过程中几乎不会冒出白烟的优点。”他之所以强调这一点，是因为有意见批判称，地热发电设施冒出的白烟会破坏自然景观。 
        在地下发电的小水力

　　小水力发电站与风力发电和地热发电相比，给周边带来的影响较小，而且新建时很少存在规制问题。但在需要保持景观的场所设置时，就需要进行精心设计，以减小对环境造成的影响。

　　日本工营公司自己作为运营商在鹿儿岛县伊佐市建设的新曾木发电站于今年4月投入使用。该电站用于发电的川内川曾木瀑布是日本的著名观光地，周围是公园。

　　为此，日本工营在地下开辟了一个用于设置水轮机和发电机的空间，使得从地面根本看不到水轮机等。并且还在工作原理方面进行了设计，在川内川流量低于每秒20立方米时，为了不影响瀑布的景观，发电设备会在白天停止运转、不再取水。

　　水轮机和发电机设置在地下水流通的管道中，很难进行维护。日本工营为了减免维护，进行了多种改进，比如，水轮机采用落叶等异物不易堵塞的结构，发电机加大了电气设计的裕度以减轻运转时的负荷等。

　　利用不到100度的温泉低温热能进行发电。可再生能源发电固定价格收购制度推动了这种发电方式的发展。温泉发电技术还为工厂有效利用以往未利用的能源开辟了道路。

　　大分县的别府温泉是日本三大温泉之一，泉涌量丰富，非其他可比。只要踏上温泉街的土地，就能感受到无处不在的腾腾热气，以及淡淡的硫磺气味。

　　如今，一项开日本之先河的举措正在别府展开，那就是利用丰富的温泉水量进行发电，名曰“温泉发电”。这项举措由在别府拥有多处温泉源头、向温泉旅馆和住宅供应热水的濑户内自然能源公司实施，生产的电力已于2月1日开始向九州电力公司销售。

　　濑户内自然能源社长森川勇说：“喷涌出来的温泉水只是用来供应热水还有富余，剩下的原本都舍弃了。但是东日本大地震后，日本全国都出了电力短缺，面对这种情况，我们产生了要充分利用温泉能源的想法。”

　　源头喷涌出的温泉水温度接近100度。用来泡澡温度过高，用来发电则温度过低。火力等发电站是利用500～1000度的高温蒸汽和气体推动涡轮的叶片旋转，从而驱动发电机。那么，温泉发电是如何使用100度的热水驱动发电机的呢？

　　现在，全球有多家企业都在开发温泉发电装置。濑户内自然能源采用的是神户制钢所公司领先于其他公司实现了商品化的“Micro Binary MB-70H”。

　　该装置首先把温泉水通入“换热器”，隔着换热器内的金属管，使温泉水与井水接触。热具有从高向低传导的性质，因此，在温泉水热能的作用下，井水慢慢升温。