楊永明

（能源情報研究中心）

地熱能是蘊藏在地球內部的熱能，具有儲量大、分布廣、綠色低碳、可循環(huán)利用、穩(wěn)定可靠等特點，是一種現(xiàn)實可行且具有競爭力的清潔能源。地熱能開發(fā)利用可減少溫室氣體排放，改善生態(tài)環(huán)境，有望成為能源結構轉型的新方向。

地熱能資源儲量豐富，分布廣泛但不均衡。國際能源署、中國科學院和中國工程院等機構的研究報告顯示，世界地熱能基礎資源總量為1.25×10²⁷焦耳（折合4.27×10⁸億噸標準煤），是當前全球一次能源年度消費總量的二百萬倍以上（當前全球一次能源消費總量按200億噸標準煤計算）。全球地熱能主要集中在4個高溫地熱帶上，分別是：大西洋中脊地熱帶，東非裂谷地熱帶，環(huán)太平洋地熱帶以及地中?！柴R拉雅地熱帶。

目前世界上已超過30個國家設定了各自的碳中和目標時間。能源系統(tǒng)轉型被視為經濟脫碳的關鍵驅動力，加快能源轉型、發(fā)展清潔能源成為各國應對氣候變化的重要選擇，多國的碳中和承諾為全球地熱產業(yè)發(fā)展提供了契機。

我國是地熱資源大國。近年來，在能源革命、大氣污染治理、北方清潔供暖的大背景下，地熱能在我國能源系統(tǒng)中發(fā)揮著日益重要的作用。

本文在總結全球地熱資源開發(fā)近況基礎上，梳理世界多國發(fā)展地熱產業(yè)的政策機制，并分析全球地熱市場在研發(fā)技術、開發(fā)模式、參與主體等方面的發(fā)展動向，為地熱行業(yè)未來發(fā)展提供參考。

一、全球地熱資源開發(fā)概況

按照空間分布和賦存狀態(tài)，地熱資源可以分為淺層地熱資源、水熱型地熱資源、干熱巖地熱資源。其中，水熱型地熱資源又分為高溫和中低溫地熱資源（見圖1）。不同類型地熱資源利用可分為直接利用和發(fā)電利用兩類。

圖1  地熱資源分類

（一）地熱直接利用

地熱直接利用包括供熱、制冷、烘干、溫泉洗浴等。近年來，全球直接利用地熱能的國家數量不斷增加。根據2020年世界地熱大會的統(tǒng)計，2020年直接利用地熱能的國家/地區(qū)已從1995年的28個增至88個（見圖2）。

數據來源：World Geothermal Congress 2020

圖2  全球直接利用地熱能的國家/地區(qū)數量

截至2020年，全球地熱直接利用折合裝機容量為1.08億千瓦，較2015年增長52%，地熱能利用量為1020887太焦/年（約合2835.8億千瓦時/年），較2015年增長72.3%。地熱直接利用裝機容量世界排名前五的國家分別為：中國、美國、瑞典、德國、土耳其；地熱能利用量排名前五的國家分別為：中國、美國、瑞典、土耳其、日本（見圖3）。

數據來源：World Geothermal Congress 2020

圖3  2020年全球地熱直接利用裝機與直接利用量TOP5

按類別劃分，地源熱泵是全球地熱直接利用最主要的方式，地源熱泵供熱制冷，主要分布在北美、北歐和中國等地區(qū)，到2020年地熱能利用量占比約為58.8%。溫泉康養(yǎng)方面，包括洗浴、游泳、娛樂等，具有很高的附加值，雖然沒有政府的主動推動，卻一直在自發(fā)地迅速發(fā)展，地熱能利用量占比約為18%。空間供暖（其中絕大部分是區(qū)域供暖）的地熱能利用量約占16%，主要集中在中國、冰島、土耳其、法國、德國等國。此外，溫室供暖的地熱能利用量約占3.5%，工業(yè)應用約占1.6%，水產養(yǎng)殖池塘供暖約占1.3%，農業(yè)干燥占0.4%，融雪和冷卻占0.2%，其他方面占0.2%（見圖4）。

數據來源：World Geothermal Congress 2020

圖4  2020年全球地熱能各領域直接利用量占比

國際能源署預測，到2035年、2040年，全球地熱直接利用裝機容量將分別達到500吉瓦和650吉瓦。

我國地熱直接利用裝機容量和直接利用量連續(xù)多年居全球首位，對地熱能的直接利用主要集中在供暖、制冷、養(yǎng)殖、洗浴等方面。上世紀90年代以來，北京、天津、保定、咸陽、沈陽等城市開展中低溫地熱資源供暖、旅游療養(yǎng)、種植養(yǎng)殖等直接利用工作。本世紀初以來，熱泵供暖（制冷）等淺層地熱能開發(fā)利用逐步加快發(fā)展。截至2019年底，我國淺層和中深層地熱能供暖建筑面積超過11億平方米。

（二）地熱發(fā)電

地熱發(fā)電是地熱能利用的重要方式。與其他可再生能源發(fā)電技術相比，地熱發(fā)電的機組利用率高、度電環(huán)境影響小、成本具有競爭性（見圖5），且不受天氣條件的影響，可提供基荷電力。

圖5  地熱發(fā)電優(yōu)勢

近年來，全球地熱發(fā)電市場不斷增長。根據國際能源署數據，2019年全球地熱發(fā)電量達到91.8太瓦時，同比增長3%（見圖6）。

數據來源：IEA

圖6  全球地熱發(fā)電量增長情況

在2020年疫情沖擊下，地熱發(fā)電增長受到一定影響。根據ThinkGeoEnergy數據，2020年全年全球新增地熱發(fā)電裝機容量202兆瓦，其中土耳其新增168兆瓦，貢獻了絕大部分的裝機增量。截至2020年底，全球地熱發(fā)電裝機達到15608兆瓦。其中，美國地熱發(fā)電裝機3714兆瓦，居世界首位，其次是印度尼西亞、菲律賓、土耳其和新西蘭。地熱發(fā)電裝機排名前十的國家占到全球地熱發(fā)電裝機總量的90%以上（見圖7）。

數據來源：ThinkGeoEnergy

圖7  2020年底全球地熱發(fā)電裝機

2015～2020年間，全球地熱發(fā)電裝機增長約27%，土耳其、印度尼西亞、肯尼亞帶動了全球地熱發(fā)電裝機的增長，上述三國新增地熱發(fā)電裝機分別為1074、998、599兆瓦。在此期間，比利時、智利、克羅地亞、洪都拉斯和匈牙利相繼進入利用地熱發(fā)電的國家之列。

雖然目前地熱發(fā)電僅占全球非水可再生能源裝機的比重約為1%，但由于機組利用率高，地熱發(fā)電貢獻了非水可再生能源發(fā)電總量的3%以上。在資源條件適合的地區(qū)，地熱發(fā)電在電力平準化成本上可以和其他可再生能源媲美。許多國家正在加快進入地熱市場，特別是歐洲國家。以德國為例，德國已擁有37座地熱發(fā)電設施，并計劃在未來數年里新增16座地熱發(fā)電以及供熱設施。

為實現(xiàn)國際能源署可持續(xù)發(fā)展情景（SDS）的發(fā)展目標，即將全球平均溫升控制在2攝氏度以內，到2040年，全球地熱發(fā)電裝機容量將增至82吉瓦，地熱發(fā)電量將增至553太瓦時，分別是當前水平的5倍以上（見圖8）。

數據來源：IEA

圖8  全球地熱發(fā)電增長預期

我國在上世紀 70 年代初建設了廣東豐順、河北懷來、江西宜春等7個中低溫地熱發(fā)電站，在1977 年建設了西藏羊八井中高溫地熱發(fā)電站。西藏羊易16兆瓦地熱發(fā)電項目作為當時世界上海拔最高、國內單機容量最大的地熱發(fā)電機組于2018年10月實現(xiàn)并網發(fā)電?！笆濉逼陂g，國內地熱發(fā)電新增裝機容量18.08兆瓦，占到“十三五”地熱新增裝機規(guī)劃的3.6%；全國在運地熱發(fā)電總裝機量為44.56兆瓦，占到規(guī)劃裝機容量的8%左右。

二、各國地熱產業(yè)政策機制

（一）國外發(fā)展地熱產業(yè)的政策機制

地熱資源國多通過頒布專門的法律法規(guī)、設立相關部門等措施對地熱產業(yè)進行規(guī)范和指導，從制度上推進地熱資源的開發(fā)利用。

冰島地熱產業(yè)由國家實施統(tǒng)一管理，管理機構包括國家能源局、國家地質勘查局和冰島能源公司。國家能源局負責地熱能源勘察和開發(fā)政策的制定；國家地質勘查局負責為冰島政府和相關產業(yè)提供地熱科學利用方面的技術服務；冰島能源公司負責全國地熱資源勘查、開發(fā)、生產與經營。冰島先后出臺了一系列法律，包括《地下資源研究和利用法》《自然資源保護法》《環(huán)境影響評估法》《能源法》等，對地熱產業(yè)鏈進行監(jiān)督管理，保障地熱資源勘探、開發(fā)及利用等各個環(huán)節(jié)合理、有序。

美國通過《地熱蒸汽法》，將地熱資源定義為“地熱蒸汽及其他氣體與熱水、其他副產品”，確立地熱能法律屬性，并將地熱資源從各州收歸聯(lián)邦內政部統(tǒng)一管理，明確管理權責主體，以此規(guī)范地熱資源管理、提高資源利用效率。此外，美國還通過地熱租約權限和權利金（資源補償費）調整兩種手段進行監(jiān)管。對地熱資源的開發(fā)利用規(guī)定了嚴格的標準，賦予業(yè)績穩(wěn)定的項目運營企業(yè)優(yōu)先權，租約期限最長可達80年；根據項目開發(fā)情況對權利金費率進行調整，從而實現(xiàn)對運營商地熱項目的動態(tài)監(jiān)管。

日本2011年福島核事故后積極推廣可再生能源的政策引起部分民間企業(yè)發(fā)展地熱資源的興趣，但由于需要投入龐大時間、金錢及人力，以及當地不少溫泉經營者擔心地熱開采會對溫泉資源帶來沖擊，日本地熱產業(yè)發(fā)展初期遭遇到很大困難，地方政府對地熱產業(yè)管理能力有限，常常陷于商業(yè)發(fā)展與地方居民權益保護的兩難之中。日本石油天然氣?金屬礦物資源機構（JOGMEC）是進行地下資源探查、開發(fā)的獨立行政法人。該機構于2016年成立了地熱資源開發(fā)咨詢委員會，協(xié)助政府針對地熱發(fā)展制定法規(guī)、計劃，提供專業(yè)知識咨詢服務并促成開發(fā)商與地方政府的溝通協(xié)調，使地熱發(fā)展計劃能夠執(zhí)行得更加順暢。

菲律賓在地熱能開發(fā)之初，除了引進地熱發(fā)展先進國家技術外，還通過總統(tǒng)令規(guī)范政府與私人公司以BOT形式合力開發(fā)地熱資源的合約框架，包括限制地熱開發(fā)公司的外國持股額度必須在40%以下等內容，以便管理并有效開采地熱資源。2020年10月，菲能源部部長宣布，為使菲律賓轉向更加靈活的可持續(xù)電力系統(tǒng)，以適應技術創(chuàng)新需求，將從地熱項目開始，逐步放開新能源領域外資的限制。根據菲能源部簽署的通告，外國投資者將被允許在菲律賓大型地熱勘探、開發(fā)和利用項目（投資額大于5000萬美元的項目）中擁有全部所有權。外國投資者可以通過與菲政府訂立財務和技術援助協(xié)議，并經總統(tǒng)簽署批準后，開展大規(guī)模的自然資源勘探、開發(fā)和利用。

為了更好地管理地熱行業(yè)，推進地熱能源的應用，印尼國企部計劃在2021年合并三家國有地熱公司PT Geo Dipa Energi，PT Pertamina Geothermal Energy (PGE)和PT PLN Gas and Geothermal (PLN GG)，其中，PT Geo Dipa Energi隸屬于印尼財政部，后兩者分別是印尼第四大國企國家石油公司Pertamina和第一大國企國家電力公司PLN的子公司。根據印尼能源和礦業(yè)部數據，這三家公司合計地熱電站裝機容量為1022.5兆瓦，占全國總裝機容量的近一半，規(guī)劃中的合資公司就裝機容量而言將成為全球最大的地熱企業(yè)。合并將使三家公司更好地管理人力資源、合并資本和執(zhí)行政府的地熱規(guī)劃。

2.設定地熱發(fā)展目標

為促進地熱資源開發(fā)利用，多國設定了地熱發(fā)展目標，如地熱發(fā)電裝機目標，地熱發(fā)電量目標等，或通過法案規(guī)定地熱等可再生能源在國家能源消費結構中必須占一定比例。

希臘將地熱能視為國家能源結構的重要組成部分。根據希臘政府制定的2030年可再生能源發(fā)展計劃，到2030年，可再生能源在最終能源消費中的占比將達35%，屆時地熱發(fā)電裝機將達100兆瓦。

2021年1月，印尼能源和礦產資源部啟動了2020～2029年電力供應商業(yè)計劃草案的制定工作。該計劃旨在到2029年，將印尼的可再生能源發(fā)電占比提升至23%，其中，地熱能新增發(fā)電裝機為3552兆瓦。印尼政府表示，地熱能是實現(xiàn)其可再生能源目標的關鍵要素，并計劃于2021～2024年間，對其國內20個擁有地熱資源的地區(qū)進行勘探，包括爪哇、巴厘島、蘇門答臘、加里曼丹島等，預計這20個地區(qū)的地熱能開發(fā)潛力約683兆瓦。

秘魯新版可再生能源發(fā)展法案圍繞該國非常規(guī)可再生能源發(fā)展計劃展開，提出將大力發(fā)展太陽能、風能和地熱能，以實現(xiàn)該國到2030年20%、到2040年50%的清潔發(fā)電最低目標。該法案強化了對地熱能資源的開發(fā)利用，建議在秘魯南部的阿雷基帕、莫克瓜和塔克納地區(qū)投建地熱能項目。秘魯政府估計南部地區(qū)地熱能潛力達4000兆瓦。預計法案生效后，地熱能將被正式納入該國非常規(guī)可再生能源發(fā)展計劃。

2021年2月，阿爾及利亞公布了新的國家地熱資源分布圖，詳細介紹迄今發(fā)現(xiàn)的地熱田清單和溫度圖。阿爾及利亞可再生能源和能源效率委員會隨后在全國范圍內確定了240～280處地熱能資源，并強調地熱能在國家能源結構中應擁有一席之地。

3.制定經濟激勵計劃

地熱資源國制定了一系列經濟激勵方案，如予以一定比例的直接補貼，采取稅收優(yōu)惠、貸款擔保等財稅政策，提供大量研發(fā)資金，以此提高地熱開發(fā)積極性。

▇ 直接財政補貼

為減輕地下探查、鉆井開發(fā)企業(yè)負擔，日本設立了補助金制度，對企業(yè)在國內進行地熱資源調查的調查費提供補助。對進行地熱資源開發(fā)的公司，以最大出資50%的形式為其地熱資源探查提供必要資金。此外，日本政府通過開發(fā)投資援助計劃，對地熱發(fā)電站的初期投資給予20%的費用補助，并計劃將補助提高至33%。

美國《地熱能源研究、開發(fā)與示范法》規(guī)定，將項目土地出讓金以及相關稅收的25%交由聯(lián)邦政府作為地熱項目基金，對在聯(lián)邦政府規(guī)定日期前投入運行的項目，按項目初始投資的30%提供一次性現(xiàn)金補貼。

▇ 財稅激勵機制

稅收優(yōu)惠方面。美國先后通過數個法案，開展針對地熱等可再生能源的稅收優(yōu)惠計劃，通過多種方式促進退稅的貨幣化。印尼政府出臺的《地熱法》規(guī)定，免征地熱項目的凈利所得稅（30%）和外資支付紅利所得稅（10%）。

貸款擔保方面。美國2008年通過法案明確規(guī)定，政府對于技術研發(fā)、資源評價及工業(yè)農業(yè)應用等地熱項目提供一定比例（最高90%）的貸款擔保。冰島設立的能源基金為探索與開采地熱資源公司提供貸款，如果開采未能產生預期結果，貸款可轉換為撥款。日本實行債務擔保制度，地熱企業(yè)為鉆井、配管、發(fā)電設備費用向金融機構融資時，由JOGMEC負責給予債務擔保。2015年日本經濟產業(yè)省將地熱發(fā)電建設費用的債務擔保范圍擴大了2倍以上。

▇ 提供研發(fā)資金

世界地熱能發(fā)展典型國家均重視科技創(chuàng)新，通過加大科研經費投入、設立重大科技研發(fā)計劃等方式，持續(xù)推動地熱能勘探開發(fā)利用技術攻關。

如歐盟推出的地平線2020計劃（Horizon 2020），先后資助了多個地熱能研究項目，有力促進了地熱能勘探開發(fā)利用技術進步和產業(yè)發(fā)展。美國能源部推出的地熱能前沿觀測研究計劃（FORGE），于2015年啟動，旨在建立一個地下實驗室進行增強型地熱系統(tǒng)（EGS）的前沿研究、鉆探和技術測試，形成一套降低工業(yè)開發(fā)風險和促進EGS商業(yè)化的可復制方法。FORGE于2018年進入第三階段，從第一階段資助的5個候選場址中最終選擇了猶他大學的猶他場址進行資助，計劃在五年內投入1.4億美元促進EGS前沿技術的開發(fā)、測試和突破。2021年，美國能源部宣布在FORGE計劃框架下投入4600萬美元，支持17個EGS前沿技術開發(fā)項目。

▇ 電價激勵政策

固定上網電價（FIT）政策根據可再生能源種類、裝機規(guī)模、發(fā)電量等因素制定了有差別的上網電價標準和收購期限，具有很強的針對性和可操作性，為投資者和參與者提供了穩(wěn)定的預期，極大地刺激了可再生能源發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。作為最常見的可再生能源支持機制，固定上網電價是多國扶持地熱發(fā)電的重要一環(huán)。

如日本規(guī)定電力公司必須以法定價格購買地熱生產的電能。德國《可再生能源法案》規(guī)定電網經營商要優(yōu)先購買、連接和使用地熱等可再生能源生產的電能，并有義務對電能供應商進行補償等。2021年初，土耳其政府公布新版可再生能源電價機制。根據新機制，土耳其地熱項目將獲得每千瓦時0.075美元的固定電價。該價格適用于從2021年7月1日至2025年12月31日投入運營的地熱發(fā)電廠。新的電價機制為土耳其地熱行業(yè)進一步發(fā)展奠定了基礎。

（二）我國發(fā)展地熱產業(yè)的政策機制

2006年我國頒布并實施《可再生能源法》，首次強調優(yōu)先推動地熱能的發(fā)展，之后又從應對氣候變化、可再生能源發(fā)展、建筑節(jié)能、地源熱泵系統(tǒng)推廣應用等方面頒布了相應的政策法規(guī)及條例，直接或間接地推動了我國地熱產業(yè)的發(fā)展。

作為我國首個地熱開發(fā)利用專項規(guī)劃，2017年發(fā)布的《地熱能開發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》提出，“十三五”時期，新增地熱能供暖（制冷）面積11億平方米，其中：新增淺層地熱能供暖（制冷）面積7億平方米；新增水熱型地熱供暖面積4億平方米。新增地熱發(fā)電裝機容量500兆瓦。到2020年，地熱供暖（制冷）面積累計達到16億平方米，地熱發(fā)電裝機容量約530兆瓦。

2021年4月，國家能源局發(fā)布《關于促進地熱能開發(fā)利用的若干意見（征求意見稿）》。征求意見稿提出，到2025年，各地基本建立起完善規(guī)范的地熱能開發(fā)利用管理流程，全國地熱能開發(fā)利用信息統(tǒng)計和監(jiān)測體系基本完善，地熱能供暖（制冷）面積比2020年增加50%，在資源條件好的地區(qū)建設一批地熱能發(fā)電示范項目；到2035年，地熱能供暖（制冷）面積比2025年翻一番。

在國家政策的積極引導和帶動下，各省市相繼頒布了一系列地方性政策法規(guī)，內容以推進建筑節(jié)能和促進地源熱泵的發(fā)展為主，對地熱產業(yè)發(fā)展起到了積極推動作用。

三、全球地熱市場發(fā)展動向

（一）地熱開發(fā)利用技術不斷進步

目前，熱泵技術在地熱利用技術中較為成熟，已進入商業(yè)化發(fā)展階段。國際上地熱能研究的熱點是干熱巖地熱資源開發(fā)與地熱發(fā)電技術，經濟高效的干熱巖開發(fā)利用是地熱技術未來重要的攻關方向之一。

▇ 熱泵技術

熱泵技術是地熱利用較為成熟的技術，目前已進入商業(yè)化發(fā)展階段。地源熱泵是陸地淺層能源通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現(xiàn)由低品位熱能向高品位熱能轉移的裝置。20世紀末，地源熱泵技術設備趨于完善，歐美國家開始大力推廣地源熱泵的應用。本世紀以來，地源熱泵得到大面積推廣應用，國內地源熱泵產業(yè)也呈現(xiàn)出高速發(fā)展態(tài)勢。整體看，我國地源熱泵產業(yè)發(fā)展無論是研發(fā)還是應用都走到世界前列，地源熱泵的從業(yè)企業(yè)已從最初的寥寥數家增加到數千家，應用地域已從北京、沈陽等試點城市擴大到天津、河北、遼寧、江蘇、上海等眾多地區(qū)。

▇ 地熱發(fā)電技術

地熱發(fā)電技術是地熱科研的主要研究領域。全球地熱發(fā)電模式主要包括適用于高溫熱田的干蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、適用于中高溫熱田的擴容式蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、適用于中低溫熱田的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其中擴容式蒸汽發(fā)電系統(tǒng)在地熱發(fā)電市場占比約57%，是地熱發(fā)電的主力。法國市場調查公司ReportLinker預計，2020～2027年間，上述三種發(fā)電系統(tǒng)的年均復合增長率將分別達到8.4%、10.6%、8.8%，到2027年，擴容式蒸汽發(fā)電系統(tǒng)仍將占據全球地熱發(fā)電市場的主要份額。

目前我國在中高溫地熱發(fā)電技術領域最成熟、成本最低，中低溫地熱發(fā)電技術成熟度和經濟性還有待提高，干熱巖發(fā)電系統(tǒng)則處于研發(fā)階段。隨著中低溫地熱發(fā)電及增強型地熱發(fā)電系統(tǒng)關鍵技術的突破，我國地熱能開發(fā)利用將逐步向地熱發(fā)電高端業(yè)務延伸。

▇ 干熱巖開發(fā)利用技術

干熱巖地熱資源開發(fā)是地熱研究的熱點，未來的發(fā)展方向是經濟高效干熱巖開發(fā)利用技術。干熱巖內部不存在或僅存在少量流體，全球探明的地熱資源多數為干熱巖型地熱資源。干熱巖溫度高，開發(fā)利用潛力大，應用前景廣闊。目前涉及干熱巖的高溫鉆完井技術，以及壓裂技術、換熱和發(fā)電技術，均處于試驗階段。增強型地熱系統(tǒng)是開發(fā)干熱巖型地熱資源的有效手段，通過水力壓裂等儲層刺激手段將地下深部低孔、低滲巖體改造成具有較高滲透性的人工地熱儲層，并從中長期經濟地采出相當數量的熱能加以利用。隨著研究的不斷深入，增強型地熱系統(tǒng)的概念也不僅僅局限于干熱巖內，一些傳統(tǒng)的地熱儲層，如溫度較高的富水巖層，也可以經過適當的改造而形成增強型地熱系統(tǒng)加以利用。

我國陸區(qū)干熱巖資源勘查已確定幾個利于開發(fā)的靶區(qū)，未來開發(fā)深部干熱巖資源無疑是我國地熱資源開發(fā)的一項重要課題?？紤]到儲層深度大、儲層低孔低滲且賦存條件復雜等因素，儲層改造和高溫深井的鉆井完井技術依然是我國今后干熱巖開發(fā)的核心問題。

（二）地熱開發(fā)利用模式逐步轉型

梯級開發(fā)和綜合利用能夠提高地熱資源的開發(fā)利用率和技術含量，在提升地熱資源經濟效益的同時帶來明顯的社會效益與環(huán)境效益。

地熱能與太陽能風能在開發(fā)利用上最大的區(qū)別在于，地熱能隨著溫度的變化，可以應用到眾多領域（見圖9）。隨著地熱發(fā)電、供暖、熱泵等技術越來越成熟，地熱利用方式正在發(fā)生重大變化，由單一的發(fā)電、供暖等應用向梯級開發(fā)、綜合利用發(fā)展。目前，地熱梯級開發(fā)和綜合利用已成為國內外地熱能領域探索的熱點方向。

圖9  不同溫度地熱能的應用領域

在縱向上，可以根據不同溫度層次，對地熱資源進行分層的梯級利用，進一步拓展地熱資源應用領域。如地熱供暖逐步向烘干和高效農業(yè)方向發(fā)展；高溫地熱發(fā)電后，中溫余水進行地熱供暖，供暖后的余水經過處理并輸入其他管道進行下一梯級利用等，從而充分、高效利用每一梯級溫度的地熱資源。

在橫向上，地熱能與其他能源系統(tǒng)耦合集成、一體化發(fā)展?jié)摿^大。如地熱能與多種清潔能源互相補充的多熱源供熱系統(tǒng)，可將提取的熱量經濟效益最大化；太陽能－地熱能耦合地熱發(fā)電系統(tǒng)，可有效提高中低溫地熱發(fā)電系統(tǒng)能效；以地熱發(fā)電為主的集約化綜合利用系統(tǒng)，可實現(xiàn)采暖、制冷、熱泵和干燥等綜合利用等。

（三）新的市場參與者逐漸出現(xiàn)

大型石油公司是地熱行業(yè)特別重要的合作伙伴，地熱項目為油氣公司提供綠色轉型機遇。

地熱行業(yè)規(guī)模較大的開發(fā)商一般都少有跨界，大多是專注于地熱領域的專業(yè)化公司，目前這一市場上逐漸出現(xiàn)了新的參與者。

2020年9月，參與英國頁巖氣項目開采的油氣企業(yè)IGas Energy表示，正采取行動使其投資組合更加多元化，并與英國深海地熱項目開發(fā)商GT Energy達成了合作協(xié)議。據IGas Energy公司透露，該公司正在將可再生能源技術加入其重點開發(fā)領域，其中就包括地熱能相關技術。同月，油服巨頭斯倫貝謝和地熱能企業(yè)熱能合作伙伴組建了地熱能企業(yè)GeoFrame，計劃在油氣資源豐富的美國得克薩斯州開發(fā)地熱能資源。2021年2月，雪佛龍聯(lián)合BP宣布投資加拿大地熱公司全球可擴展地熱技術領先公司Eavor。這是BP首次投資地熱，是雪佛龍2016年出售地熱資產后再次邁入此領域。

此前油氣巨頭進軍可再生能源領域時，多選擇風力發(fā)電和太陽能發(fā)電項目，而鮮少涉足地熱領域，但事實上地熱勘探開發(fā)與油氣公司油氣勘探開發(fā)在原理、研究對象、工程、施工隊伍等方面十分相似，油氣公司豐富的人力物力資源、雄厚的財力，以及勘探和鉆井方面先進的技術和經驗都對地熱開發(fā)利用非常有利。此外，大型油氣公司擁有全球運營和項目管理方面的專業(yè)知識，地熱項目可為其提供收入來源多樣化以及綠色轉型的機會?？紤]到化石能源前景，雷斯塔能源稱，未來將會有更多跨國油氣企業(yè)進入地熱市場，利用其現(xiàn)有技術手段開發(fā)地熱能，進而獲得新的市場增長機會。

四、幾點思考

盡管地熱資源遍布全球，優(yōu)勢凸顯，但地熱能要實現(xiàn)與太陽能、風電等可再生能源比肩的程度，還有很長的路要走。

（一）行業(yè)發(fā)展離不開政策與資金支持

地熱開發(fā)需要地熱資源量的調查與評價，而深入的地質和地震研究以及勘探鉆探活動需要龐大的資金支持，同時伴隨著較大的不確定性，這就導致地熱項目相較其他可再生能源，資金風險更大、初期投資更高、開發(fā)企業(yè)負擔更重，因此，地熱能開發(fā)往往需要政府的政策支持或國際機構的融資幫助。地熱產業(yè)發(fā)展具有明顯的政府引導與政策引領特征，扶持政策對地熱能產業(yè)的有序、健康、快速發(fā)展起到顯著的推進作用。

（二）開發(fā)利用技術問題尚未有效解決

地熱能開發(fā)利用是一項復雜的系統(tǒng)工程，涉及多學科、多領域、多行業(yè)，包括資源勘查與評價、鉆完井、儲層壓裂改造、尾水回灌、梯級利用、換熱和保溫、防腐防垢、熱泵和發(fā)電、地面工程、運行管理等技術。雖然最近幾十年間地熱能開發(fā)利用技術取得顯著進展，但在干熱巖資源開發(fā)、增強型地熱系統(tǒng)應用等方面還存在大量技術問題未得到有效解決，從天然裂縫缺失、孔隙度和滲透率均很低的深部巖石中獲取地熱能的技術存在巨大挑戰(zhàn)，國際上許多技術可行的項目在實踐上面臨諸多不確定性，這迫切需要技術創(chuàng)新來解決相關問題。

（三）重視地熱開發(fā)中的環(huán)境地質風險

從能源轉型的角度看，地熱能極富前景，尤其在行業(yè)發(fā)展整體上升情況下，外界更多關注地熱能開發(fā)對減少碳排放的貢獻。事實上，大規(guī)模開發(fā)地熱資源的安全性也同樣值得關注。如何規(guī)避、降低地熱項目生產運行中可能出現(xiàn)的地震危險、生態(tài)破壞等風險，是地熱資源開發(fā)過程中必須關注的問題。地熱行業(yè)不僅需要強大的政策支持和資金支持、技術創(chuàng)新和關鍵技術攻關，同時也需要完善的監(jiān)管體系。為了讓地熱能應用更安全，須做好風險管控，加強行業(yè)監(jiān)管。只有充分地了解風險，并加以有效監(jiān)管，地熱能才有可能成為可持續(xù)和安全的能源替代方案。