冰岛冰川

冰岛：⼀个⼏乎靠可再⽣能源就能运转的国家

冰岛：世界可再⽣能源⽐例最⾼的国家

冰岛位于北⼤西洋靠近北极圈的海域，是欧洲第⼆⼤岛国。全国⾯积为10.3万平⽅公⾥，⼈⼝约33万，拥有丰富的⽔

能资源和地热资源。冰岛是⼀座⽕⼭岛，位于美洲板块和亚欧板块的边界地带，两⼤板块的交界线从西南向东北斜穿全

岛。活跃的地壳运动、复杂的地形地貌造就了冰岛丰富的地热资源。海洋⽓候⼜带来了丰沛的降⾬，岛内年均降⽔量为

2000毫⽶，⼈均拥有⽔资源是欧洲⼈均⽔量的600倍。

该国是国际能源署所统计的国家中可再⽣能源占⽐最⾼的国家，2014年，⼀次能源使⽤量的85％来⾃本地可再⽣能

源，其中66%是地热。

冰岛的电⼒系统已经完全是可再⽣能源发电，主要是⽔电和地热发电。2015年，该国的总发电量是188亿千⽡时,⼈均

⽤电量达到5.7万千⽡时，也是世界上⼈均⽤电量最⾼的国家。2015年，冰岛的⽔电装机量为199万千⽡，年发电量

138亿千⽡时，占总量的73.3%。地热发电装机量67万千⽡，年发电量50亿千⽡时，占26.6%。风电刚刚起步，发电量

只占到0.1%。燃油发电的装机量仅有11.7万千⽡，但极少开机，其发电量可以忽略不计。

冰岛的供热能源也⼏乎全部来⾃可再⽣能源。全国的终端⽤热中，地热达到96%。就建筑等空间供热⽽⾔，2014年，

地热供热占⽐达90%，电供热约占9%，主要指热泵和电锅炉⽤电，⽯油供暖仅为1%。

⽬前冰岛基本不使⽤天然⽓，煤炭使⽤量也很少，使⽤的化⽯能源主要是⽯油，只占⼀次能源需求的13％，约有⼀半⽤

于渔船，另⼀半主要⽤于汽车。

冰岛能源的转型历程

冰岛作为⼀座⽕⼭岛，本地没有⽯油、煤炭和天然⽓的资源。但该国也经历过以煤炭、⽯油等化⽯能源作为主体能源的

时代，经过漫长的转型，才形成⽬前可再⽣能源占绝对主导的局⾯。

19世纪末，冰岛⼤量进⼝煤炭⽤于供暖。1914年—1918年，由于第⼀次世界⼤战的影响，煤炭的市场价格升⾼且供

应受限。1918年冬季，冰岛出现极端寒冷的⽓候条件，煤炭供应不⾜导致供暖得不到保障。经历了寒冬折磨的冰岛⼈

民开始探索地热集中供暖，这成为冰岛能源转型的最初尝试。⼆⼗世纪⼆三⼗年代，地热供暖有了初步的发展，但规模

仍然⽐较⼩。1940年时，该国的能源结构中煤炭占⽐达到70%以上。⼆战时期进⼝煤炭的紧张形势再次激发了地热和

⽔电的快速发展。⼆战后的和平时期内，得益于便宜的国际油价，⽯油在冰岛能源结构中的⽐重增长⽐地热和⽔电更

快，迅速替代煤炭成为主体能源，1960年左右，⽤煤供暖被淘汰。

1973年的⽯油危机重创冰岛经济，但这也使得其能源转型加速进⾏，⽔电和地热得到⼴泛发展，⽯油消费⽐重迅速下

降，并逐步退出电⼒和供热领域。20世纪90年代，⽓候变化成为推动冰岛能源转型的另⼀个重要因素，减少碳排放的

追求使得可再⽣能源对煤炭和⽯油的替代进⼀步加速。1914年⾄2014年的⼀百年间，冰岛通过可再⽣能源替代化⽯能

源实现的⼆氧化碳减排量总计达到3.5亿吨。

由于冰岛的供热和发电已经⼏乎完全来⾃可再⽣能源，所以，能源转型的任务焦点⽬前已经转移到交通能源转型，关键

是如何⽤可再⽣能源替代汽柴油。

冰岛的⽬标是到2050年完全摆脱对⽯油能源的依赖。主要的途径有⽣物燃料、电动汽车、绿⾊甲醇汽车和氢燃料电

池。经过⼀些年的探索，该国⽬前最主导的发展⽅向是电动汽车。⽤电来驱动汽车，在冰岛⽽⾔，是减排效益最好的，

因为所有的电⼒都是可再⽣资源⽣产的，⼏乎是⼆氧化碳零排放的。

在地热领域执着的科技创新

在冰岛，地热的应⽤领域⾮常⼴泛。除了供暖和发电，地热能还⼴泛⽤于温室种植养殖业、⼯⼚烘⼲、雪融化、洗浴与

旅游服务等诸多产业。2015年，全国的终端⽤热量⼤约是29⽪焦（相当于80.2亿千⽡时），其中终端⽤热46.1%⽤于

居民供暖，40.9%是商业服务，包括热⽔游泳池和融雪，此外还有7.1%⽤于渔业、3.6%⽤于⼯业，温室⼤棚使⽤了

2.4%的热。

冰岛的供热价格很低，仅仅2.3欧分/千⽡时（约合⼈民币0.18元/千⽡时），远低于丹麦的9.01欧分/千⽡时、德国的

7.04欧分/千⽡时。

7.04欧分/千⽡时。

△热能

冰岛在长期利⽤地热过程中，摸索出⼀套科学⾼效的地热梯级利⽤⽅法：从地热井中抽出⾼温热⽔和蒸⽓，经分离后，

蒸⽓带动涡轮机发电，作为第⼀使⽤阶梯；⾼温热⽔将引⼊的低温地表⽔（多为湖⽔）加热⾄80左右后输⼊市区，供

民居和游泳池采暖与融雪之⽤，为第⼆使⽤阶梯；冷却后的地热⽔含有⼤量对⼈体有益的矿物质，引⼊温泉疗养区⽤于

洗浴保健，发展旅游，形成第三使⽤阶梯；此后的地热⽔温度依然较⾼，经处理后通常⽤于绿⾊温室或鱼苗养殖⼚供

暖，从⽽形成第四使⽤阶梯。

地热⽤于供暖

在冰岛⾸都雷克雅未克，⼤规模地⽤热⽔进⾏家⽤取暖始于1930年。第⼀个以地热为基础的社区集中供暖系统，共钻

探14眼井，最⼤井深246⽶，⽔温87，⾃流量14升/秒。从地热⽥⾄Laugarveitan集中供暖系统的供热主管道长3千

⽶，将热⽔送到两个⼩学、⼀个游泳馆、医院主楼、公共建筑以及⾸都城区60个家庭的房屋。

1934年—1955年是社区集中供暖系统发展阶段。⼯程师Jnorlksson于1926年发起雷克雅未克地区建筑集中供暖

系统的讨论。他后来于1933年—1935年期间担任雷克雅未克市市长，⼤⼒推进社区供暖系统。1943年，⼀条连接地

热⽥与城市区的长达18千⽶的供热管线投运，成为雷克雅未克区域供热系统发展的⾥程碑事件。到1945年末，已经有

2850户家庭连接到了这个区域供热系统中。1940年—1945年，国家研究委员会⽀持发展⾼温系统内的钻探⼯作。

1953年，国会通过了⼀项法律，允许财政⽀出对钻探和建设地热井的总投资可⾼达80%。雷克雅未克发达的区域供热

系统吸引其他城市和乡村的居民迁居到雷克雅未克，产⽣了⼤规模的迁居潮。直到现在，雷克雅未克及周边地区的⼈⼝

占据冰岛的⼀半以上。后来，很多村镇也建设了⼤量地热供热系统。

地热⽤于发电

冰岛的电⼒70%以上是⽔电。该国的⽔能资源丰富，⽽且冬季也没有明显的枯⽔期。但出于对能源安全的考虑，特别是

⽓候变化加剧冰川融化将对⽔能资源电脑多开 造成较⼤的影响，冰岛很早就开始着⼿利⽤地热进⾏发电。并在实践中不断克服地

热井发电所遇到的⾼温、酸腐蚀、有毒的硫化氢⽓体等技术问题，地热发电规模不断扩⼤。⽬前全国有7个地热发电

⼚，装机容量超过60万千⽡。

冰岛的⽔电和地热发电成本都很低，如果换算成⼈民币，⼯业平均电价不到0.2元/千⽡时。便宜的电⼒⽣产带动了以铝

业为龙头的⾼耗能产业的发展。⽬前全国总电⼒的73%左右⽤于⼯业，其中最主要是铝业，现在冰岛已经进⼊世界铝业

⽣产⼤国的⾏列。该国可夜晚的英语 ⽤于建设地热发电站的资源还有很多，只是限于本地电⼒负荷，没有得到充分开发。冰岛还考

虑进⼀步扩⼤铝业规模，或者建设冰岛⾄英国的海上特⾼压输电线路，以进⼀步拉动岛内地热发电业务。

地热⽤于温室⼤棚

温室加热是冰岛最古⽼和最主要的地热能应⽤之⼀。冰岛⽓候寒冷，可耕地⾯积仅占国⼟总⾯积的1%，粮⾷、蔬菜、

⽔果曾严重依赖进⼝。1924年起，该国开始尝试建设地热绿⾊温室，发展⽣态农副业，获得成功。温室产品包括各种

蔬菜（如西红柿、黄⽠和红辣椒等）和国内市场需求的各种开花植物（如玫瑰和盆栽植物等）。在1990年－2000年期

间，每年温室（玻璃密封）的总⾯积增加1.9％。在2002年，温室总⾯积约为19.5万平⽅⽶。其中，55％的温室被⽤于

种植蔬菜，45％的温室被⽤于种植各种开花植物。温室⽣产的西红柿、黄⽠可满⾜国内70%的市场需求。依靠地热温

室种植，冰岛已成为欧洲最⼤的⾹蕉种植出⼝国。调查显⽰，冰岛每年温室种植消耗的总地热能约为940太焦（约2.6

亿千⽡时，相当于3.6万吨标煤）。⼤多数温室都位于该国南部，且都是⽤玻璃密封的。近年来，电照明应⽤的增加延

长了植物的⽣长期，进⼀步提⾼了温室的⽣产率。近⼗⼏年来，冰岛温室种植的总产量不断增加，但温室的总⾯积却有

所减少。

20世纪80年代中期，冰岛开始开发地热养殖业，通过地热供热，鱼苗孵化和⽣长周期⼤⼤缩短，⽽且产量显著提⾼，

这⼤⼤加速了冰岛渔业的发展。⽬前，冰岛已拥有热⽔鱼苗场50个，年养殖鱼苗4000多吨，捕鱼量近200万吨，是世

界⼈均捕鱼量最⾼的国家。

地热塑造旅游业

游泳池池⽔加热是冰岛重要的地热能利⽤之⼀实习经历怎么写 。在该国约有160个游泳池，其中，130个游泳池利⽤地热能加热。⼤多

数公共游泳池是全年开放的露天游泳池，游泳池主要⽤于娱乐和游泳训练。冰岛拥有⽕⼭⼝、熔岩流、热⽓孔、热泥池

以及间歇泉等独特的⽕⼭景观。英语“间歇泉（Geyr）”⼀词即源⾃冰岛语。

△蓝湖温泉

冰岛依赖独特的地貌和众多温泉疗养保健区，每年吸引着⼤量外国游客，2004年，赴冰岛旅游⼈数已逾百万。蓝湖温泉

是著名的旅游胜地，但它并不是天然温泉，⽽是Svartngi地热发电⼚的地热尾⽔形成的天然泻湖。电站开采的地热⽔

在发电和供热之后，被排到周围由熔岩包围的低洼地上，低洼地有碱性的泉⽔，⽽废⽔和海⽔的成分近似，⾥⾯饱含

钙、镁盐，遇到碱后，原来可溶性的钙、镁盐变成絮状的⽩⾊沉淀物，使岩⽯不能透⽔，洼地就成了个蓄⽔池。

由于尾⽔仍有很⾼温度，常有员⼯在此泡温泉。1999年，发电⼚将尾⽔池正式改造为售票洗浴的蓝湖（Blue

Lagoon）。改造后的蓝湖采⽤⾃动化设备调配热⽔与冷泉⽔⽐例，温度恒定，并由多个出⼝排出，保证整个湖的⽔温

均匀。现在BlueLagoon是冰岛最有名的旅游区，每年的旅游⼈数不断增加。

地热⽤于⼯业⽣产

冰岛西部Reykholar地区的海藻制造⼚（Thorverk公司）直接利⽤地热资源进⾏烘⼲。该公司通过使⽤专⽤的船只，收

割西北部Breidafjordur河河底的海藻，再利⽤107的地热⽔对海藻进⾏烘⼲。该公司于1976年建成烘⼲⼯⼚，每年⽣产

约2000吨⾄4000吨的墨⾓藻和海藻粉。在冰岛，还有企业利⽤地热能⽣产鱼⼲产品，主要包括咸鱼⼲、鳕鱼头、鳕鱼

⼲和其他产品。烘⼲的鳕鱼头年出⼝量达1.5万吨。宠物⾷品烘⼲是⼀个新兴起的⾏业，每年产量约为500吨。

冰岛南部Grimsnes地区Haedarendi地热⽥的⼀个⼯⼚，利⽤地热流⽣产商业上使⽤的液态⼆氧化碳，每年产量约2000

吨。

道路融雪

除了为建筑供暖之外，冰岛的地热还有⼀个特殊的供热领域——加热路⾯和融化积雪。这项⼯作是从20世纪80年代开

始的。冰岛⾸都雷克雅未克市中⼼地区的⼈⾏道和街道地下安装了雪融化系统，该系统所消耗的能量主要来⾃地热供热

系统的回流⽔。雷克雅未克地区雪融化系统的总⾯积约为55万平⽅⽶，全国雪融化系统的总⾯积约为74万平⽅⽶。冰

岛凯夫拉维克机场的融雪跑道则是世界上利⽤地热融雪的典范。

冰岛深钻计划

为了探索深层地热能的开发技术，冰岛还发起了“冰岛深度钻孔计划（IDDP）”。这个项⽬的核⼼⽬的是，计划使钻井深

度达到4000⽶—5000⽶，以了解“超临界含⽔液体”在400—600时的性状。

IDDP项⽬启动于2000年，由3家冰岛能源公司和冰岛国家能源局共同发起。2005年，能源联盟与国际科学基⾦会和

美国国家科学基⾦会（学习的名言警句 NSF）加⼊IDDP计划。2007年—2008年，⼜有⼀家国际铝业公司AlcoaInc和挪威⽯油公司加

⼊。

在开发第⼀个全尺⼨的IDDP-1井时，曾计划使钻井深度达到4500⽶。然⽽，由于意外钻⾄熔岩，钻井作业被迫终⽌。

2010年，对这⼝井进⾏的流量测试显⽰，它产⽣了约30千克/秒的330过热蒸汽，压⼒为165巴，⼤约相当于2万千⽡

的发电能⼒。

第⼆⼝深钻井——雷克雅⽇IDDP-2井的钻井作业于2016年8⽉11⽇开始，于2017年2⽉1⽇圆满完成，深度为4659

⽶，完成了所有初步⽬标。井底温度为427，流体压⼒为340巴，达到超临界状态。以此建设地热发电⼚，单井的发电

规模可达5万千⽡，是⽬前普通地热井发电能⼒的约10倍。通过IDDP计划，⼈类正在掌握更多深地科技，深层地热层

的开发利⽤很有可能引起⼀场能源变⾰。

交通能源转型的探索

冰岛曾计划在2050年之前把整个交通系统改造成依靠氢动⼒。2008年，该国曾投运氢燃料电池汽车，并投运第⼀艘氢

动⼒商船。然⽽，2008年的⾦融危机对冰岛的氢燃料电池汽车发展造成很⼤影响。⾦融危机过后，其将零排放汽车的发

展重点放在电动汽车⽅⾯。

冰岛具备电动车普及的两⼤基础条件：75%的⼈⼝居住在离⾸都雷克雅未克不到37英⾥的范围内，其乡村地区由⼀条

长为840英⾥的环形公路串接，按电动车单次充电⾏驶⾥程数为40英⾥计算，约⽤20个充电站即可相连。此外，85%

长为840英⾥的环形公路串接，按电动车单次充电⾏驶⾥程数为40英⾥计算，约⽤20个充电站即可相连。此外，85%

的能源为可再⽣能源，主要为地热与⽔⼒。

2009年10⽉，⾸都雷克雅未克城市环境和交通委员会成⽴⼀个特别⼩组，负责推⼴电动汽车在⾸都地区的使⽤和充电

站的建⽴。该委员会主席GsliMarteinnBaldursson称，基于冰岛的绿⾊和可持续能源的发展，雷克雅未克有成为世界

主要电动车市场的特定条件。特别⼩组的主要任务是负责制定电动车在该市得以⼴泛使⽤的时间表及付诸实施的具体办

法。

政府还⿎励电动汽车分时租赁。2014年，电动汽车租赁公司ElectricCarrental开始对外营业。

冰岛政府对燃油征收很⾼的税收，这使得电动汽车等零排放电影经典语录 汽车产⽣巨⼤的优势。

2016年，在电动汽车销量（插电式混合动⼒汽车）占本国汽车销量⽐重的全球排⾏榜中，冰岛以6.3%的⽐例仅次于挪

威，排名世界第⼆。

⽤绿⾊甲醇替代汽、柴油燃料也是冰岛探索交通系统去碳化的尝试⽅向。地热电⼚的热⽔伴⽣⼆氧化碳，形成⼀定的碳

排放，于是冰岛的地热公司努⼒探索⼆氧化碳的捕集。创⽴于2慈母手中线 007年的CarbonRecyclingInternational（碳循环国际）

公司将地热发电过程中伴⽣的⼆氧化碳进⾏捕集和再利⽤，⽤可再⽣能源制的氢⽓或化⼯⾏业副产的氢⽓与⼆氧化碳进

⾏作⽤，制成甲醇，替代汽、柴油燃料，实现交通能源的近零碳。2014年，冰岛的甲醇年产能达到4000吨，碳捕集量

约6000吨。

对中国能源转型的启⽰

1.学习冰岛的理念，坚定能源转型的信⼼

冰岛在环保意识和零碳理念的推动下持续推进能源转型，向世界展⽰了100%可再⽣能源的可信情景，向世界提供了⼀

个电⼒系统转型、供热能源转型和交通能源转型协同推进的系统性样本。中国的能源结构⽬前是以煤炭、⽯油和天然⽓

等化⽯能源为主，但有着丰富的可再⽣能源资源，如风能、太阳能、⽔能、⽣物质能，以及海洋能。中国借鉴冰岛的经

验，能够更加坚定能源转型的信⼼，可以考虑勇敢地设定100%可再⽣能源的⽬标，加速能源转型。

2.地热在中国能源转型中将发挥积极的作⽤

2016年12⽉，中央财经领导⼩组要求推进北⽅地区冬季清洁取暖。在治理雾霾的共同愿景下，供热能源的去煤炭化正

在加速。地热是⼀种可以快速、⼤规模替代煤炭的清洁能源。中深层地热井的单井供暖能⼒可以在10万平⽅⽶以上。

在河北省雄县、陕西省武功县等地区，中深层地热已经取代燃煤成为供热主体能源。雄县地热供暖⾯积幸福是一种心态 已经达到450万

平⽅⽶，覆盖率超过95%。可以预测，在地热资源丰富地区，地热有可能成为供热的主体能源。

2017年4⽉，中央提出建设雄安新区，已经采⽤地热供暖的雄县和容城县都在雄安新区内。以地热作为主体能源，实现

雄安新区的清洁供热已经成为各⽅共识。雄县地热⽥⾯积300余平⽅公⾥，是中国东部平原中地热⽔资源埋藏浅、温度

⾼、⽔质优、资源丰富、开发利⽤条件好的地热⽥之⼀。雄安新区的地热开发将为中国供热能源转型和地热融⼊城市能

源体系树⽴典范。

3.科技决定能源的未来，科技创造未来的能源

冰岛的各种化⽯能源都是匮乏的，但这恰恰使冰岛⼈民的科技创新愿望得到激发。通过在地热领域持续的科技创新，该

国在地热供暖、地热发电、地热井⼆氧化碳捕集，乃⾄绿⾊甲醇领域创造了世界领先的科技⽔平，并进⽽创造了能源转

型的奇迹。

中国的地域、⼈⼝、能源规模都远远⼤于冰岛，能源转型的复杂程度肯定也远超后者。但制约中国能源转型的并不是资

源，⽽是有效利⽤可再⽣能源的科学技术。中国在放眼全球，学习冰岛等国能源转型经验的同时，更要持续开展各领域

的科技创新。中国这样的⼤国，应当为世界承担起能源转型技术研发者和引领者的⾓⾊。

对地热技术的再思考

保护⾃然与改造⾃然的平衡。冰岛著名的温泉——蓝湖并不是天然温泉，⽽是地热发电⼚的地热尾⽔排到⽕⼭熔岩形成

的天然泻湖，它是⼀种⼈类技术改造后的⾃然，能否将其看作是⼈与⾃然关系的⼀种创新？在地热开发利⽤的过程中，

如何处理保护⾃然与改造⾃然的平衡？

地热资源的可再⽣性。冰岛全国⼈⼝数只有33万，⾯积为10万平⽅公⾥。单位⾯积上的⽤能负荷很低，地热的⽔资源

和热资源的恢复⽐较容易。但在中国，⼈⼝密度⼤，⽤能密度⾼出冰岛许多倍。中国有很多县，⼈⼝总量超过百万，是

冰岛的数倍，但⾯积却只有1000多平⽅公⾥，相当于冰岛的百分之⼀，更不要说⼈⼝⾼度密集的北京、天津这样的超

⼤型城市了。在这些城市和乡村，清洁供暖如果采⽤地热，在地热资源的可持续性⽅⾯将⾯临巨⼤挑战，需要在地热开

发时进⾏特别谨慎的考虑。

回灌问题。冰岛最初开发地热时，并不考虑地热⽔的回灌问题。但在中国，必须考虑回灌，现在冰岛也把回灌列⼊监管

体系。应当说，回灌的技术标准和监管体系还远未完善，这在中国的地热开发中，是必须要着⼒解决的。

地热开采诱发地震问题。⽯油开发的钻井⼯程会影响地下的地质条件，进⽽会诱发地震，这已经众所周知。地热井因钻独本菊

井深度超过2000⽶，也对地层造成明显的扰动，已有的研究表明，地热井会诱发地震。但⽬前这⽅⾯的研究尚不⾜，

也缺乏相应的技术标准。雄安新区的地热开发将需要建设⼤量的地热井，在规划建设阶段就必须考虑诱发地震因素，提

前准备地层变化监测和地震监测体系，以备开展科学研究，制定相应技术标准和管理标准，最⼤程度减少地热开发诱发

地震造成的不良后果。