美國(guó)地?zé)豳Y源分布
一般把儲(chǔ)存在地球內(nèi)部的熱量統(tǒng)稱(chēng)為地?zé)崮?，其主要?lái)源有兩個(gè)方面：一是地球深層的高溫熔融體。二是放射性元素的衰變所釋放的能量，主要集中在火山、地震活動(dòng)頻繁的活動(dòng)構(gòu)造帶等區(qū)域。從全球來(lái)看，地?zé)豳Y源主要集中在以下四個(gè)地?zé)釒В涵h(huán)太平洋地?zé)釒?、地中?喜馬拉雅地?zé)釒?、大西洋洋中脊、紅海-亞丁灣-東非裂谷地?zé)釒А?/div>
美國(guó)西海岸地處環(huán)太平洋地?zé)釒希h(huán)太平洋地?zé)釒в忠燥@著的高熱流、年輕的造山運(yùn)動(dòng)和活火山活動(dòng)聞名。美國(guó)西部地區(qū)的熱流密度要高于東部地區(qū)，廣泛分布著高溫地?zé)豳Y源，而東部則主要以中低溫地?zé)豳Y源為主。
美國(guó)地?zé)豳Y源的利用現(xiàn)狀
美國(guó)地?zé)岬陌l(fā)展始于19世紀(jì)初期，隨著歐洲殖民者進(jìn)入而揭開(kāi)序幕。1892年，世界第一個(gè)地?zé)釁^(qū)域供暖系統(tǒng)在美國(guó)博伊西市建成。38年后，美國(guó)的第一個(gè)商用溫室又在該處建成。到20世紀(jì)中葉，美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)教授Carl Nielsen研發(fā)的地源熱泵技術(shù)取得了成功并引發(fā)地?zé)峒夹g(shù)開(kāi)始向美國(guó)東部轉(zhuǎn)移。
1960年，美國(guó)第一座發(fā)電量11兆瓦的地?zé)犭娬驹诩又萆w沙斯地?zé)崽锫涑?并順利運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)30年之久。之后隨著美國(guó)政府對(duì)地?zé)岬闹鸩街匾?，美?guó)地?zé)岚l(fā)電和綜合應(yīng)用都有了顯著發(fā)展。截至2005年，美國(guó)在地?zé)嶂苯永玫哪戤a(chǎn)能為8678.2百萬(wàn)千瓦時(shí)，居世界第三。
根據(jù)美國(guó)地?zé)崮茉磪f(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2010年美國(guó)地?zé)岚l(fā)電能力達(dá)到3093兆瓦，為世界上最大的地?zé)岚l(fā)電生產(chǎn)國(guó)，現(xiàn)有60萬(wàn)臺(tái)熱泵在運(yùn)轉(zhuǎn)，占世界總數(shù)的40%左右。假設(shè)能夠把埋藏在美國(guó)地下3000多米深的地?zé)豳Y源充分利用起來(lái)，依照現(xiàn)今的使用數(shù)據(jù)來(lái)看，能夠滿足美國(guó)未來(lái)3萬(wàn)年的能源需求。
但是，把能源完全利用起來(lái)的可能性幾乎為零，這既是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。然而僅僅從這部分能量中拿出5%，也足以滿足全美3億人口的用電需求。對(duì)于這個(gè)5%的目標(biāo)，美國(guó)國(guó)家能源部可再生能源實(shí)驗(yàn)室宣布到2050年就可以實(shí)現(xiàn)。屆時(shí)，通過(guò)地?zé)豳Y源能發(fā)電2600億千瓦時(shí)，對(duì)煤炭資源的依賴(lài)將會(huì)減少1/3。
一般來(lái)說(shuō)，地?zé)岚l(fā)電是將地下的熱水或熱氣用管道輸送到地表，然后利用其驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)來(lái)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。地下熱水的溫度決定了渦輪機(jī)的工作效率。水溫越高，工作效率越高，同時(shí)，地?zé)崴畹蜏囟纫残枰_(dá)到93.3℃。然而，地下只有有限的熱源有水存在并且能加以利用。
目前，美國(guó)地?zé)嶂苯永靡褦U(kuò)展到包括旅游度假、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品加工和溫室種植等在內(nèi)的諸多領(lǐng)域。圖為現(xiàn)階段美國(guó)地?zé)嶂苯永迷诟黝I(lǐng)域的比重。
美國(guó)地?zé)岚l(fā)電一直保持快速發(fā)展。1980～1989年增長(zhǎng)18%，1990～1998年增長(zhǎng)0.14%，增長(zhǎng)速度明顯降低。地?zé)嵫b機(jī)容量從1990年的2774兆瓦、1995年的2816兆瓦，降到2000年的2228兆瓦。2000年地?zé)嵫b機(jī)容量占全國(guó)總裝機(jī)容量的0.25%，地?zé)岚l(fā)電量大約占全國(guó)能源供應(yīng)量的0.4%。
近日，美國(guó)能源部部長(zhǎng)朱棣文對(duì)外宣布：能源部將利用美國(guó)恢復(fù)和再投資法案資金投資3.38億美元，支持地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)及先進(jìn)地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目。這筆資金資助的地?zé)崮茉错?xiàng)目涉及美國(guó)32個(gè)州，123個(gè)項(xiàng)目。受資助的地?zé)崮茼?xiàng)目主要來(lái)自私人企業(yè)、學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)、部落團(tuán)體、地方政府以及能源部所屬的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。來(lái)自私人企業(yè)和非聯(lián)邦政府的地?zé)崮茼?xiàng)目匹配資金比例大于1∶1，總數(shù)為3.53億美元。
目前，美國(guó)地?zé)崮馨l(fā)電的在線裝機(jī)容量引領(lǐng)世界，并且仍然源源不斷地增加在地?zé)崮茉撮_(kāi)發(fā)利用方面的投入。截至2010年4月，美國(guó)的總裝機(jī)容量達(dá)3086.6兆瓦，成為世界上地?zé)岚l(fā)電的第一大國(guó)。目前美國(guó)的加利福尼亞州、內(nèi)華達(dá)州及猶他州等九個(gè)州都已成功建成地?zé)犭娬静⑼度脒\(yùn)行。此外，亞利桑那州和路易斯安那州也很快將會(huì)利用地?zé)徇M(jìn)行發(fā)電。具體的在線發(fā)電裝機(jī)容量及發(fā)展中的容量如表所示。目前，美國(guó)規(guī)劃發(fā)展中的潛在裝機(jī)容量為4584～7875兆瓦。一旦美國(guó)規(guī)劃的地?zé)岚l(fā)電站上線，再加上原有的在線的裝機(jī)容量，美國(guó)的總?cè)萘繉⑦_(dá)7875.16兆瓦。（見(jiàn)表）
在資源分布方面,美國(guó)地?zé)岱植驾^中國(guó)來(lái)說(shuō)更加廣泛、均勻。這也使得美國(guó)地?zé)衢_(kāi)發(fā)在一定程度上易于中國(guó)。而在資源利用方面，美國(guó)更多地關(guān)注地?zé)豳Y源的能源價(jià)值利用，傾向于地?zé)岚l(fā)電。
美國(guó)地?zé)岚l(fā)展政策
美國(guó)地?zé)岚l(fā)電增長(zhǎng)迅速，是世界上利用地?zé)岚l(fā)電最多的國(guó)家，美國(guó)專(zhuān)家將地?zé)嶙鳛槊绹?guó)未來(lái)發(fā)展的“關(guān)鍵能源”。美國(guó)的地?zé)嵴甙l(fā)展已有40年之久。1967年《加州地?zé)岱ò浮贰?970年《聯(lián)邦地?zé)嵴羝ò浮反_立了地?zé)岫x及其所有權(quán)問(wèn)題。之后1975年《能源安全法案》、1979年《公用事業(yè)管制政策法案》、地?zé)豳J款擔(dān)保計(jì)劃和商業(yè)投資抵免政策等一系列法案都加大了對(duì)地?zé)峥碧?、地?zé)徙@井、地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用等方面的投入。同時(shí)，通過(guò)提供研發(fā)經(jīng)費(fèi)、示范補(bǔ)貼、減免稅款、發(fā)放貸款等許多優(yōu)惠措施來(lái)鼓勵(lì)私人投資地?zé)岚l(fā)電。美國(guó)因此掀起了地?zé)崂玫母叱?，許多地?zé)犭娬就懂a(chǎn)運(yùn)行。
21世紀(jì)初,《美國(guó)西部地?zé)犭娏τ?jì)劃》《可再生資源發(fā)電配額制度》《美國(guó)地?zé)豳Y源恢復(fù)再投資法案》和《2007年先進(jìn)地?zé)崮苎芯颗c開(kāi)發(fā)法案》等法案，對(duì)以往的各項(xiàng)法案進(jìn)行了必要的修訂，完善原有的法律，增強(qiáng)了其適應(yīng)性，并將技術(shù)研發(fā)與經(jīng)濟(jì)和政治緊密聯(lián)系在一起。
美國(guó)先后出臺(tái)了《21世紀(jì)清潔能源的能源效率與可再生能源辦公室戰(zhàn)略計(jì)劃》《國(guó)家能源政策法》《能源戰(zhàn)略計(jì)劃》等法律，其中涉及的內(nèi)容包括：
大幅增加研發(fā)投入。在2009財(cái)政年度中共投入3000萬(wàn)美元用于地?zé)嵫邪l(fā)工作，比上一年再增加50%。此外，還為增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）等科研項(xiàng)目的野外工作選擇合作伙伴來(lái)分擔(dān)成本，為示范性電站提供資金補(bǔ)助。
稅收政策支持。地?zé)嵬恋厥褂觅M(fèi)及相關(guān)稅收的50%歸土地所屬各州，25%由相關(guān)縣市支配，剩下25%由聯(lián)邦管理，作為地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用基金。
能源部貸款擔(dān)保。從2008年開(kāi)始，美國(guó)能源部為符合當(dāng)?shù)乩脳l件的地?zé)岬雀咝士稍偕茉醇夹g(shù)提供貸款擔(dān)保，可獲得的潛在資助為100億美元。2010年6月，美國(guó)能源部為內(nèi)華達(dá)西北部的Blue Mountain Faulkner1號(hào)地?zé)犭娬?850萬(wàn)美元貸款中的80%提供擔(dān)保。
此外，美國(guó)還通過(guò)克服體制障礙，打破行業(yè)和地區(qū)限制，實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y料共享，建立國(guó)家數(shù)據(jù)中心，加快人才培養(yǎng)，建立地?zé)峤逃?jiǎng)學(xué)金等多種形式促進(jìn)地?zé)崮艿目萍佳邪l(fā)與利用。
鏈接三：冰島地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)
冰島位于北美和歐亞構(gòu)造板塊的邊緣地帶,兩個(gè)板塊每年以2厘米的速度漂離,是地球上很少能在海平面以上看到山脈漂流的地方之一。特殊的地質(zhì)構(gòu)造使冰島成為世界上地?zé)豳Y源豐富的國(guó)家之一。
冰島地?zé)豳Y源應(yīng)用廣泛，如供暖、發(fā)電、種植等。冰島也是目前利用地?zé)岚l(fā)電較早的國(guó)家之一，該國(guó)87%以上的家庭使用地?zé)崛∨?，全?guó)每年可因此節(jié)約燃料開(kāi)支上億美元。冰島地下3公里范圍內(nèi)的地?zé)豳Y源儲(chǔ)量為3000萬(wàn)億千瓦時(shí)，技術(shù)上可利用部分為100萬(wàn)億千瓦時(shí)。目前的開(kāi)發(fā)利用總量?jī)H為可利用地?zé)峥偭康陌偃f(wàn)分之一至百萬(wàn)分之二。也就是說(shuō)，如果按照這個(gè)速度開(kāi)發(fā)利用當(dāng)?shù)氐責(zé)豳Y源，冰島的地?zé)豳Y源可以開(kāi)發(fā)50萬(wàn)～100萬(wàn)年。
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