地?zé)崮?/a>是來(lái)自地球深處的可再生能源,是指儲(chǔ)存于地球內(nèi)部、來(lái)自于地球深處的高溫熔融體或地球內(nèi)部的放射性元素衰變而釋放的熱量。在地底深處循環(huán)的地下水和來(lái)自極深處的巖漿侵入到地殼后,把熱量從地下深處帶至近地表層,甚至有些地方,熱能隨自然涌出的熱蒸汽和熱水到達(dá)地面。地?zé)崮?/a>的儲(chǔ)量非常大,且屬于清潔能源;其利用非常廣泛,即可做電力利用,也可作直接利用。

地大熱能地?zé)岚l(fā)電：溫差發(fā)電作為近年來(lái)興起的一種新的發(fā)電形式,隨著最新熱電材料優(yōu)值系數(shù)的不斷提高,溫差發(fā)電的研究進(jìn)入了一個(gè)新的高潮,國(guó)內(nèi)外與其相關(guān)的發(fā)電利用系統(tǒng)也相繼出現(xiàn),如汽車尾氣的溫差發(fā)電利用系統(tǒng)、工業(yè)余熱的溫差發(fā)電機(jī)組等,都具有較高的研究和實(shí)用價(jià)值。

國(guó)內(nèi)在溫差發(fā)電方面的研究起步較晚,主要集中在理論和熱電材料制備等方面;在溫差發(fā)電的實(shí)用性領(lǐng)域的研究還處于剛剛起步的階段,實(shí)際應(yīng)用仍處于空白狀態(tài)。

因此研究一種基于地熱能與溫差發(fā)電裝置的新型發(fā)電系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體溫差發(fā)電器件的實(shí)驗(yàn)性能分析,獲得了適用于地?zé)?/a>能溫差發(fā)電的可行方案,并通過(guò)其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析,進(jìn)一步驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性,為地?zé)崮茉?/a>和溫差發(fā)電的進(jìn)一步利用提供了新的研究方向。

地?zé)?溫差發(fā)電系統(tǒng)組成如圖1所示,它主要分為溫差發(fā)電系統(tǒng)和電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng),其中溫差發(fā)電系統(tǒng)分為3個(gè)子部分:地熱流部分(即溫差發(fā)電熱端)、循環(huán)冷卻水部分(即溫差發(fā)電冷端)、電力生產(chǎn)部分(即溫差發(fā)電裝置)。地?zé)崴?/a>從生產(chǎn)井流出進(jìn)入溫差發(fā)電系統(tǒng),組成溫差發(fā)電的熱端,循環(huán)水進(jìn)入系統(tǒng)組成冷端,再通過(guò)溫差發(fā)電器件生成電能,最后經(jīng)過(guò)電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)向用戶提供合格的電力能源。此電力生產(chǎn)系統(tǒng)無(wú)副產(chǎn)品,不存在污染,是潔凈能源系統(tǒng)。

溫差發(fā)電裝置采用型號(hào)為TEP1-1264-1.5的半導(dǎo)體溫差器件,尺寸為40 mm×40 mm,最高承受溫度270 ℃,可保證器件在地?zé)崴?/a>為熱端介質(zhì)時(shí)安全運(yùn)行。地?zé)崮茉?/a>參數(shù)選擇西藏羊八井地區(qū)地?zé)岚l(fā)電廠某一3 000 kW機(jī)組的運(yùn)行參數(shù),而循環(huán)冷卻水采用藏布曲河河水,河水年平均溫度為5 ℃。

地?zé)?溫差發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析

1、靜態(tài)指標(biāo)分析

(1)投資收益率

投資收益率是靜態(tài)衡量投資方案獲利水平的評(píng)價(jià)指標(biāo),它是投資方案達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力后一個(gè)正常生產(chǎn)年份的年凈收益總額與方案投資總額的比率。

項(xiàng)目總投資I為1 255萬(wàn)元;經(jīng)濟(jì)效益額P為309.6萬(wàn)元;設(shè)備折舊期按10年計(jì)算,則年折舊費(fèi)I′為125.5萬(wàn)元;企業(yè)所得稅率r取25%;能源行業(yè)基準(zhǔn)投資收益率Rc取9%。

凈收益額由公式計(jì)算得:

A=P-(P-I′)×r=

309.6-(309.6-125.5)×0.25=263.58萬(wàn)元

投資收益率由公式計(jì)算得:

R=A/I×100%=(263.58/1255) ×100%=21%

投資收益率R >行業(yè)基準(zhǔn)投資收益率Rc,故依據(jù)此項(xiàng)指標(biāo),該項(xiàng)目投資是可行的。

(2)靜態(tài)資本回收期

靜態(tài)投資回收期(是指項(xiàng)目以凈收益抵償全部投資所需的時(shí)間)是在不考慮資金時(shí)間價(jià)值的條件下,以方案的凈收益回收其總投資所需要的時(shí)間。

靜態(tài)投資回收期Pz=I/A=4.8 a,因此用凈收益額回收其總投資所需要的時(shí)間為4.8 a。

動(dòng)態(tài)指標(biāo)分析

(1)財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值

財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值是反映投資方案在計(jì)算期內(nèi)獲利能力的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)。能源行業(yè)的基礎(chǔ)收益率ic的推薦值為6%,財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值導(dǎo)出計(jì)算式得:FNPV=?I+A[(1+ic)¹⁸?1]/[ic×(1+ic)¹⁸](設(shè)備使用期按18a計(jì)算)代入數(shù)據(jù)得:FNPV=1598.94由此指標(biāo)可以看出FNPV>0,則項(xiàng)目也是可行。

(2)動(dòng)態(tài)投資回收期

動(dòng)態(tài)投資回收期是指項(xiàng)目以凈效益的現(xiàn)值抵償全部投資所需的時(shí)間。在實(shí)際工程中,用近似公式計(jì)算:

P′t=[lgA-lg(A-iI)]/lg(1+i)

折現(xiàn)率i取6%,則動(dòng)態(tài)投資回收期為:P't=5.8 a。

投資項(xiàng)目計(jì)算期內(nèi)的凈現(xiàn)金流量按基礎(chǔ)收益折成現(xiàn)值之后,凈收益額抵償全部投資所需時(shí)間為5.8年,項(xiàng)目具有可行性。