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中國有望領軍下一代地熱能技術應用

2024-12-27 10:37  瀏覽:  

近日,國際能源署(IEA)發布《地熱能未來》報告(以下簡稱“報告”)指出,隨著全球電力需求強勁增長,新技術正在加速釋放地熱能潛力,推動其成為全天候清潔電力供應的關鍵組成部分。值得關注的是,中國將成為下一代地熱能技術應用的佼佼者,該技術適用的地熱資源潛力位居全球第二。

全球地熱能應用仍然有限新技術深度挖掘地熱潛力

地熱能是一種前景廣闊、用途廣泛的可再生能源,在發電、供暖和制冷方面擁有巨大潛力。IEA指出,地熱發電站可以全天候以最大容量運行,這種靈活運行方式有助于電網穩定,確保隨時滿足需求,同時還支持太陽能和風能等間歇性可再生能源整合。不過,截至目前,全球范圍內,地熱能應用仍然有限。報告指出,傳統地熱能是局限于特定地點的“小眾能源”,目前在全球能源需求占比不到1%,且大部分產能都集中在擁有火山活動或橫跨構造斷層線的國家,這些國家地熱資源豐富且容易獲取,包括冰島、美國、印尼等國。在此背景下,下一代地熱能技術應用亟需加速。傳統地熱發電廠主要利用地下熱水庫中的蒸汽來旋轉渦輪機,從而驅動發電機發電。報告認為,增強型地熱系統技術正在為缺乏傳統地熱資源的國家帶來機遇。“全球范圍內,下一代技術正在為地熱能發展開辟新道路,為安全、清潔地滿足世界日益增長的電力需求提供更多選擇。”IEA署長法提赫·比羅爾表示。報告預計,包括增強型地熱系統技術在內的下一代地熱能技術,潛在發電能力可達到全球電力需求的140倍。一方面,新的鉆探技術可以在3公里以下深度勘探資源,這為幾乎所有國家打開了地熱開發的大門。另一方面,如果能夠大幅降低下一代地熱能技術成本,到2035年,地熱能總投資將累計達到1萬億美元,到2050年將累計達到2.5萬億美元,高峰期,地熱能投資每年可達1400億美元,高于目前全球陸上風電投資。在新技術成本不斷降低的預估下,到2050年,地熱能可以滿足全球電力需求增長的15%,這意味著全球地熱能發電能力將達到800多吉瓦,年發電量近6000太瓦時,相當于美國和印度當前發電量總和。

中國成為地熱市場領導者下一代技術潛力領軍全球

報告預計,到2050年,地熱能發電將占中國、印度、美國和東南亞國家發電量增長的20%左右。在低成本情況下,中國、美國和印度的地熱能合計潛力將占全球地熱能市場的3/4。報告指出,中國將成為地熱能市場的領導者,擁有全球第二大增強型地熱系統技術潛力,技術可開發的地熱資源量占全球總量的8%,另有東南亞國家合計占比15%左右,其中印尼和菲律賓位居前列。地熱能根據資源特點可以初步分為淺層地熱、水熱型地熱、干熱巖地熱和巖漿地熱資源,其中儲量最大、分布最廣的是干熱巖型地熱資源,但由于干熱巖位于地下數千米,且沒有天然的傳熱流體介質,開采難度非常大。增強型地熱系統技術在開發干熱巖方面能發揮巨大作用,通過水力壓裂等手段在干熱巖中建造一個具有滲透性的人造熱儲,大大增加了巖石滲透率,然后通過至少兩口井與地下熱儲連通,其中一口井向地下熱儲注水,吸熱后從另外一口井流出。相較單井地熱技術,增強型地熱系統技術具有采熱量大的顯著優勢。不過,由于大規模造儲和鉆井工程,需要大量前期投資,且結垢嚴重、熱儲短路等技術問題尚未解決。報告稱,到2035年,增強型地熱系統技術成本有望下降多達 80%,這將推動地熱能開發和應用成本與配備碳捕獲技術的煤炭或天然氣持平甚至更低。據悉,去年底,美國首個增強型地熱系統發電廠并網發電,總裝機3.5兆瓦,可以為2600戶家庭提供電力。美國能源部表示,如果增強型地熱系統技術可以成為一種廣泛的地熱能開發技術,到2050年,地熱能可以為美國電網提供90吉瓦穩定且靈活的電力。據了解,當前,中國地熱資源開發利用多以淺層和中深層的水熱型地熱為主,而3000米以下的深層地熱,尤其是干熱巖資源的開發尚處于探索階段。隨著對清潔能源需求的增加,深層地熱能將成為未來能源領域的重要研究方向,也將成為提升中國深地領域科技創新能力的有力支撐。中國地質調查局水文地質環境地質調查中心、中國地質科學院水文地質環境地質研究所等單位聯合編制的《中國地熱資源》指出,中國地熱產業快速發展,地熱地質調查能力、科技創新能力和國際影響力持續增強,地熱資源直接利用規模連續20余年保持世界第一。

地熱能政策機制有待完善降低成本拉動投資就業

報告認為,下一代地熱能技術有望改變清潔能源產業的“游戲規則”,預計到2035年,地熱能發電成本可能下降80%至每兆瓦時約50美元,這將使其成為與現有水電相當的低成本、可調度、低排放電力來源之一。如果要實現上述目標,支持和鼓勵地熱能發展的政策機制亟待完善。根據IEA統計,目前有超過100個國家制定了太陽能和風電發展規劃和政策,但只有30個國家制定了地熱能產業政策。各國需要將地熱能提升至能源議程優先地位,并為創新技術提供有針對性的支持,才能大大降低項目風險、釋放新投資。同時,還需進一步簡化和加快行政審批流程,建立獨立的地熱能許可制度。對投資者而言,清晰穩定的政策機制有助于降低早期開發風險,并提供投資回報的可視性,從而提高地熱能項目的成本競爭力。值得關注的是,如果下一代地熱能技術在未來幾年迅速發展,地熱能行業人才需求也將呈現幾何式增長。報告指出,地熱能產業目前提供了約14.5萬個就業崗位,到2030末,地熱能行業就業崗位可能會增加6倍以上,達到100萬,存在人才短缺的潛在風險。當前,許多從事地熱能工作的人員都來自石油和天然氣行業,高達80%的地熱能投資所需技術和知識可以從現有油氣項目中借鑒。近年來,在許多發達經濟體,傳統上與化石燃料行業相關的學位課程的入學人數有所下降,這可能將對地熱能開發產生連鎖影響。

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