​地热能是什么？地热能的开发与利用仍面临挑战

地热能是什么？地热能的开发与利用仍面临挑战

地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。

——地热能生产是一种将地壳的热量转化为电能的技术，它引起了全世界越来越多的兴趣。

——英国和法国等国正在探索地热能的潜力。

——尽管潜力巨大，但由于政治和市场因素，地热能在秘鲁等一些国家面临挑战，在日本，由于担心对旅游业影响的私人企业的反对，地热能也面临挑战。

随着世界各国政府和私营企业大力投资于可替代清洁能源的研究和开发，地热能正引起越来越多的关注。尽管仍然高度不发达，但新的地热业务的潜力是巨大的，欧洲各国将旧的化石燃料项目转化为地热能源站点，并利用新的业务为工业提供动力。但其他国家，如秘鲁和日本，发现这类项目很难获得政治和公众的支持。

地热能是通过利用地下几英里处的热水来产生的。在地球的某些地方，这些水自然地冲出表面，形成了所谓的温泉(在某些情况下是间歇泉)。

当通过钻井进入地热藏时，这些加压水上升并迅速膨胀成蒸汽。蒸汽被用来旋转涡轮机，然后驱动发电机。地热能发电有三种类型:干蒸汽、闪蒸和双循环。虽然地热能的潜力巨大，但由于过去的技术限制，在世界上大多数地区，地热能在很大程度上仍未得到开发。

由于近年来对新地热技术的投资增加，一些国家现在有了开发地热资源的手段。一些项目已经在冰岛、萨尔瓦多、新西兰、肯尼亚和菲律宾等国启动并运行，地热能满足了冰岛90%以上的供暖需求。许多这些操作依赖于干蒸汽装置或闪蒸装置，这些装置的温度高于180°c。

有几种不同类型的地热技术处于不同的发展水平。直接使用的技术，包括区域供热、地热热泵和加热温室，已经成熟并得到广泛应用。这与利用天然高渗透率热液储层发电的技术类似。然而，一些创新技术正处于测试阶段，例如增强型地热系统。这是一个人造地热藏，建立在热岩，但天然渗透率不足或流体饱和度很低的地方，因此必须在精心控制的条件下将流体注入地下，使原有的裂缝重新打开，从而产生渗透率。

2021年，全球地热能市场的价值为66亿美元，预计到2027年，这一数字将增加到94亿美元，复合年增长率为5.9%。新技术的推出有望使生产商获得以前无法获得的储量，并降低运营成本，鼓励全球新项目的投资。

2021年，全球地热发电总量估计为99太瓦时(TWh)。新增地热发电装机容量达到了0.3吉瓦(GW)，使全球地热发电装机总量达到约14.5GW。这是2020年新增装机容量的两倍多，但低于2016年以来50万千瓦的五年平均水平。

地热发电和热能开发高度集中在少数几个国家，通常集中在一些关键地理位置，因为地热与特定地质构造有关。

2016-2021年间，地热发电新增装机容量最大的市场是土耳其(新增0.9 GW)、印尼(0.7 GW)、肯尼亚(0.2 GW)和美国(0.2 GW)，其次是冰岛、智利、日本、新西兰、哥斯达黎加和墨西哥(它们均小于0.1 GW)。2021年当年地热发电新增装机容量最多时印尼（136MG）、其次是土耳其（63MG）。

在全球范围内，2021年用于地热直接利用增长了12.8 TWh，估计总量为141 TWh 。2021年地热直接利用的装机容量估计增加2.5吉瓦，到2021年底估计总计为35吉瓦 (GW)。

2021年地热直接利用增长主要是在中国。地热直接利用最多的国家仍然是中国、土耳其、冰岛和日本。

在英国，一个地热发电厂网络可以帮助该国实现脱碳目标，并支持贫困社区。本月发布的一份报告显示，许多地热潜力巨大的地区位于需要投资的城镇地下。这些资源的开发可以支持政府的升级议程，这是一项道德、社会和经济计划，规定了如何在英国更平等地分配机会。议程中排名前10位的地区中，有6个地区(雷德卡和克利夫兰、米德尔斯堡、东林赛、哈特尔普尔、诺森伯兰和巴塞特劳)已被确定为具有地热潜力。

英国已经在讨论将废弃的煤矿改造成地热能源场的可能性。2021年，英国政府批准测试从英格兰东北部废弃、被水淹没的煤矿中利用地热能的可行性。虽然由于矿井不稳定，测试阶段没有成功，但它可以作为未来转型项目的试点。

与此同时，上个月在法国，澳大利亚锂和可再生能源生产商Vulcan energy Resources与汽车制造商Stellantis签署了一项协议，共同开发新的地热业务，为法国东部米卢斯的一个工业基地提供能源。这将支持几款标致车型的低碳生产。法国地质和矿业研究局估计，地热能可以满足法国约70%的供暖需求，但目前，它只占该国产生的热量的1%。

尽管全球开发地热能的潜力巨大，但一些国家在发展这一部门方面面临挑战。在秘鲁，拥有最大地热投资组合的公司上个月停止了运营。在一份监管文件中，菲律宾集团First Gen表示，由于政治和市场因素，其子公司秘鲁能源开发公司(EDC)将“不再在秘鲁进行勘探和开发活动”。该国的地热发电潜力估计约为3GW。他们提到的一些挑战包括获得环境许可的困难、探明资源的勘探钻井前期成本高以及6到7年的建设周期，公司要求政府提供更大的开发支持。

在日本，是私营公司阻碍了地热开采的潜在发展。在日本北部温泉胜地大田仙原附近，中尾地热发电厂利用热水产生的蒸汽发电2兆瓦，足以供应4000户家庭。但由于该国温泉胜地的反对，这是为数不多的成功项目之一。日本被认为拥有23吉瓦的潜在地热资源，是继美国和印度尼西亚之后的世界第三大地热资源，但它目前只占其电力供应的0.3%。但开发商仍然面临着度假村的坚决反对，他们担心地热能源的开采会对旅游业造成影响

由于近年来在研究和开发新技术方面的投资，世界地热资源的开发潜力巨大。几个国家已经对其地热储量进行了调查，目前正在规划新项目的试验阶段。然而，全球地热业务的成功将在很大程度上取决于政府通过有利的气候政策进行合作以及公众的支持。