洞察｜中国地热直接利用量世界第一为什么仍然是地热技术相当落后的国家？

　　截至2020年，我国地热直接利用量为40610MW，美国是20712MW，中美差距几乎为一倍。但这并不意味着中国的地热能有多领先。事实恰恰相反。

　　地热能资源储量丰富，分布广泛但不均衡。全球地热能主要集中在4个高温地热带上，分别是：大西洋中脊地热带，东非裂谷地热带，环太平洋地热带以及地中海—喜马拉雅地热带。

　　地热直接利用包括供热、制冷、烘干、温泉等。地源热泵是全球地热直接利用最主要的方式，地源热泵供热制冷，主要分布在北美、北欧和中国等地区，到2020年地热能利用量占比约为58.8%。温泉康养方面，包括、游泳、娱乐等，具有很高的附加值，虽然没有政府的主动推动，却一直在自发地迅速发展，地热能利用量占比约为18%。

　　截至2020年，全球地热直接利用折合装机容量为1.08亿千瓦，较2015年增长52%。地热直接利用装机容量世界排名前五的国家分别为：中国、美国、瑞典、德国、土耳其。

　　我国是地热资源大国。数据显示，截至2020年底，中国地热直接利用装机容量达40.6吉瓦，占全球38%，连续多年位居世界首位。其中，地热供暖装机容量7.0吉瓦，地热热泵装机容量26.5吉瓦，分别比2015年增长138%、125%。

　　地热发电是地热能利用的重要方式。地热发电平均利用效率达73%，为太阳光伏发电的5.2倍，风力发电的4倍，而且可靠性强，不受天气条件影响，既可作为基本载荷，亦可作为调峰载荷。

　　近年来，全球地热发电市场不断增长。根据国际能源署数据，2019年全球地热发电量达到91.8太瓦时（每太瓦时=10亿千瓦时），同比增长3%。

　　根据ThinkGeoEnergy数据，2020年全年全球新增地热发电装机容量202兆瓦，其中土耳其新增168兆瓦，贡献了绝大部分的装机增量。截至2020年底，全球地热发电装机达到15608兆瓦。其中，美国地热发电装机3714兆瓦，居世界首位，其次是印度尼西亚、菲律宾、土耳其和新西兰。地热发电装机排名前十的国家占到全球地热发电装机总量的90%以上。

　　是中国地热活动最强烈的地区 ，地热蕴藏量居中国首位，各种地热显示几乎遍及全区，有700多处，其中可供开发的地热显示区342处，绝大部分地表泉水温度超过80℃，地热资源发电潜力超过100万千瓦。

　　中国地热能利用非常初级，这就决定了当地的地热能只能在当地消化，无法转移到大范围外的其他地区去使用。

　　中国高温地热发电进展缓慢，主要原因是：在、云南的高温地热分布区，其水能资源也非常丰富，当地热衷于建造10—20MW的迳流式小水电站，而对建造地热电站，实施多能互补的认识不够。但是，无论如何当地小水电站都是季节性的，每年只在丰水期发电3000—4000小时，而枯水季节则不能满发或停发。这恰恰是地热发电的机会。

　　全球地热发电模式，主要包括适用于高温热田的干蒸汽发电系统、适用于中高温热田的扩容式蒸汽发电系统、适用于中低温热田的双循环发电系统，其中扩容式蒸汽发电系统在地热发电市场占比约57%，是地热发电的主力。

　　目前，我国在中高温地热发电技术领域最成熟、成本最低，中低温地热发电技术成熟度和经济性还有待提高，干热岩发电系统则处于研发阶段。

　　随着中低温地热发电及增强型地热发电系统关键技术的突破，我国地热能开发利用将逐步向地热发电高端业务延伸。

　　值得注意的是，大型石油公司是地热行业特别重要的合作伙伴，地热项目为油气公司提供了绿色转型机遇。

　　2020年9月，参与英国页岩气项目开采的油气企业IGas Energy表示，其与英国深海地热项目开发商GT Energy达成了合作协议。同月，油服巨头斯伦贝谢和地热能企业热能合作伙伴组建了地热能企业GeoFrame，计划在油气资源丰富的美国得克萨斯州开发地热能资源。2021年2月，雪佛龙联合BP宣布投资加拿大地热公司全球可扩展地热技术领先公司Eavor。这是BP首次投资地热，也是雪佛龙2016年出售地热资产后再次迈入此领域。

　　此前油气巨头进军可再生能源领域时，多选择风力发电和太阳能发电项目，而鲜少涉足地热领域，但事实上，地热勘探开发与油气公司油气勘探开发在原理、研究对象、工程、施工队伍等方面十分相似。油气公司丰富的人力物力资源、雄厚的财力，以及勘探和钻井方面先进的技术和经验都对地热开发利用非常有利。此外，大型油气公司拥有全球运营和项目管理方面的专业知识，地热项目可为其提供收入来源多样化以及绿色转型的机会。

　　对我国而言，由于地热发电技术尚不成熟且地热发电市场化程度很低，地热发电相关企业较少，市场集中。相关技术服务企业有江西华电、地大热能、郑州地美特和开山股份。汽轮机以进口为主，包括以色列奥玛特、日本三菱、东芝、富士等。国产汽轮机企业有哈尔滨汽轮机公司和青岛捷能。

　　2009 年，冰岛深井钻探项目（IDDP）在钻到地下两公里深处时遇到意外困难。钻头被顶死。钻井队已经用爆破手段切断了钻井到地表之间的部分。还有一次，他们向井中灌入盐酸，他们以为自己一定是遇到了岩石，用盐酸就能解决问题。但是，他们几乎毫无进展。

　　当火山玻璃碎片开始涌出钻孔时，一切大白。钻头并未卡在坚硬的岩石层中，而是钻进了岩浆储源。岩浆很快就损坏了钻井设备，钻孔也告塌陷。钻到岩浆完全是意想不到的事情。但可以确定的是，钻入冰岛火山地壳是个好主意。井底散热惊人，温度超过 900C（1,652F）。向井中通入水后，会产生巨大压力的高温蒸汽，这是发电的理想条件。

　　冰岛的地热电厂星罗棋布，每个地热电厂都有多口利用冰岛地热资源的地热井。但大多数地热井的深度相对较浅。为充分利用丰富的自然能源，钻井还要打得更深。岩浆储源附近极高的温度和压力会产生36 兆瓦电能，是大多数地热井发电量的十倍之多。一口深井所产生的电能相当于整整一个电厂，可为成千上万户家庭供应电力。

　　这就是冰岛深钻项目（IDDP ）在七年前再次启动的原因所在，他们已经接近挑战史上最热的钻井。地热能是地球上有待利用的最巨大的清洁能源资源之一。

　　过去几年，好几个国家都曾钻出地热井。例如，英国康沃尔郡的一口地热井深达2.5 公里，美国加州一口地热井深达 3.5 公里.但是，冰岛深钻项目的新钻井深达 5 公里，无疑是另外一个水准。

　　在冰岛并非人人都对开发地热能持欢迎态度。有人认为，诸如雷克雅内斯半岛这样的地区被能源公司过度利用可能导致资源过快枯竭。还有人担心，钻井和地下水喷射到地表会导致地震。