技术进步推动地热产业进入黄金期

  [中国石油新闻中心 2024-12-17] 地热能作为一种非碳基的清洁能源，具有稳定连续输出的优势，与光伏发电、风电形成良好互补，在提高可再生能源系统稳定性的同时，可以提升成本竞争力。由于地热发电可灵活调度，对电池储能的需求很少，对实现碳达峰碳中和目标具有重要价值。但是，地热能开发利用受地域限制突出，初期投资巨大，资金回收期长，在现行市场规则下缺乏竞争力，需要政策扶持和激励。
  实践证明，技术进步是地热能产业发展的核心动力。在脱碳压力与日俱增的当下，地热能因其清洁环保、稳定性好、可循环利用等优点正在成为许多能源公司的“新宠”。基于与光伏发电、风电庞大存量规模的适配性，灵活的运营模式一旦得到大规模商业化验证，地热能将爆发出巨大潜力。
  地热能清洁稳定
  但受投资和地域分布限制
  地热能来自从地壳抽取的天然热能，这种能量大部分来自地球深处的可再生性热能，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量，小部分能量来自太阳辐射，大约占总地热能的5%（地表浅层收集了约47%的太阳辐射）。
  相较其他，地热能是唯一不受天气、季节变化影响的地球本土可再生清洁能源资源，其优势一是稳定性强——不受季节、气候、昼夜变化等外界因素干扰；二是发电成本低——根据地理结构的不同，地热能的长期成本有可能低于煤炭，一旦确定了地热位置，并修建了发电涡轮机，其发电成本几乎为零；三是具有多种综合利用价值——可以带动包括地热发电、建筑供冷供热、农业种植、水产养殖、作物烘干、温泉洗浴、医疗康养、旅游休闲等在内的相关产业发展；四是储量大且利用形式多样——如发电、供热、制冷，甚至制取高于自身温度的低压蒸汽，尾水可以提取稀有矿物元素，并且能通过梯级利用实现多种功能，大幅提高利用率；五是非常洁净、有利于环境保护——运用地热能最简单且最合乎成本效益的方法，就是直接取用热源，并抽取其能量。在此过程中，地热能既不会污染环境，也不会向大气中排放二氧化碳等温室气体。
  然而，地热能又有其突出的局限性：一是投资较大，地热发电厂需要大量的经济资源，包括初期建设、钻探和勘探成本；二是受地域限制，地热资源的分布是极不平衡的，热量的强度取决于该地区地热盆地的分布。只有靠近源头的地区才能获得供暖和电力。
  地热能在世界各地的开发进展不尽相同，在冰岛、菲律宾、墨西哥等国家，地热能占据着相当大的比例，应用已经十分广泛。在欧洲地区，一些旧的化石燃料项目被改建为地热能站点，地热能被用来为工业设施供能。
  然而在一些国家，地热能还没有得到广泛的认可，地热能开发尚处于起步阶段，因此全球地热能开发潜力依然巨大，例如在秘鲁和日本，地热能开发项目尚缺乏政府和公众的支持。
  地热资源总量丰富
  在世界能源供应中占比尚低
  经勘探表明，全世界的地热带主要有5个：环太平洋地热带，地中海、喜马拉雅地热带，大西洋中脊地热带，红海、亚丁湾、东非裂谷地热带，其他地热区（中亚地热带）。
  除了在板块边界部位形成地壳高热流区而出现高温地热田外，在板块内部靠近板块边界部位，在一定地质条件下也可形成相对的高热流区。
  自然资源部中国地质调查局调查评价结果显示，我国336个地级以上城市浅层地热能年可开采资源量折合7亿吨标准煤；全国水热型地热资源年可开采资源量折合19亿吨标准煤；深埋在3000至1万米的干热岩资源折合856万亿吨标准煤。我国地热资源总量相当于860万亿吨标准煤，是2023年全年能源消费总量57.2亿吨标准煤的15万倍，可谓储量巨大。
  目前，地热能在世界能源供应中占0.3%的份额，全球地热发电装机容量为16.8吉瓦当量，预计今年将增加近800兆瓦当量。今年的增长主要来自印尼和新西兰的初创项目，预计将带来价值69亿美元的投资，创下近年来的历史新高。
  随着全球能源转型加快推进，地热能将在未来的能源结构中发挥更重要的作用。睿咨得能源预计，在绿地项目、棕地开发和现有资产资源优化的推动下，到2030年全球地热发电装机容量将达到28吉瓦，到2050年将达到110吉瓦。
  美欧积极推进
  地热行业立法和技术进步
  在全球能源转型的关键时期，清洁环保、稳定性好、可循环利用的地热能受到了前所未有的重视和热捧，而技术的进步也正在推动地热发电产业进入黄金机遇期。目前，美国和欧洲正引领着这一潮流，新的立法和大量的投资为地热能源的繁荣铺平了道路。除了政府对地热项目的支持外，包括几家科技巨头在内的许多私营公司，都在投资清洁能源，以满足先进技术商业推广带来的日益增长的电力需求。
  自20世纪70年代以来，全球就开始探索增强型地热系统（EGS）以实现深层地热能的开发和商业化，但大多数项目未能获得规模化的能源。过去10年，得益于石油和天然气行业中的先进技术，如更高效的压裂和水平钻探方法，EGS取得了长足进步。EGS技术得到了美国和其他几个国家数十亿美元的政府资金支持，如由美国能源部推广的地热能研究前沿瞭望台计划（FORGE）犹他州项目，通过引入许多创新技术，已经使钻探成本降低了一半。
  今年11月，美国众议院通过了两项主要的法案《清洁能源法案》（CLEAN Act）和《地热能促进法案》（HEATS Act），预计将为清洁能源钻探的繁荣扫清道路。《清洁法和加热法》取消了许多目前要求钻探地热发电厂的联邦许可法规。该法案得到了共和党和民主党的广泛支持，现在将提交参议院获得批准。
  美国能源部近年来为地热能的研发投入了数十亿美元，美国能源部预计近期250亿美元的地热投资可能会刺激更大的创新，从而可能使得数百万家庭能源来源转向清洁能源。美国的大多数地热资源都位于美国西部的联邦土地上。《清洁法和加热法》将要求内政部每年举行一次地热钻探的租赁拍卖。
  在欧盟支持提高区内地热能产量的战略下，欧洲的地热能也取得了积极发展，预计这将推进荷兰、德国西部和比利时的地质盆地地热项目的发展。在欧盟，地热能目前仅占总发电量的0.2%，低于0.5%的世界平均水平。
  2023年，全欧洲有50家地热发电厂处于不同的发展阶段。欧盟监管层面的不确定性被认为阻碍了该行业增加私人投资。
  2023年11月，德国巴伐利亚州的劳夫佐恩二号地热供暖厂破土动工。德国联邦经济合作与发展部正在为该项目投资近6500万美元，市政当局将再投资1.58亿美元。近年来，德国与土耳其、意大利、法国和克罗地亚一样，一直处于地热能领域的领先地位。西班牙和希腊等欧洲新兴市场正在开始利用地热资源。包括中国和印度尼西亚在内的亚洲国家也在迅速扩大地热发电能力。