美国为推进清洁能源战略正在加强高温地热钻完井、增强型地热系统、关键矿产地热联产、地质储热等关键技术领域的研发与示范

自2021年提出“3550”碳中和目标以来，美国政府进一步加强对地热能开发利用技术研发与示范的支持力度。根据中国地质调查局地学文献中心对美国能源部今年以来技术研发示范支持领域的跟踪梳理，发现美国地热能部署的重点方向包括高温地热钻完井技术的研发、“增强型地热系统”新型发电技术的示范、关键矿产地热联产技术的研究、地质储热技术的示范。具体支持领域如下： 

2024年1月，美国能源部发布“井筒施工高温工具和地质储热”资助机会公告，计划未来4年提供3100万美元，用于支持井筒完整性评估高温工具研发以及地质储热和低温地热资源利用示范。该资助计划将有助于美国能源部实现其增强型地热能源攻关计划的目标（到2035年将增强型地热系统的成本降低90%）以及工业用热攻关计划的目标（到2035年将工业部门的碳排放量至少降低85%）。美国能源部对“井筒完整性评估高温工具”的关注是由于井筒施工成本至少占总钻井成本的约三分之一，井筒完井质量也将会显著影响项目的运营成本，而对“地质储热”的关注表明其正在从该领域的可行性研究转向工业部门示范。2024年8月，美国能源部宣布有6个项目入选，包括：①Clemson大学（488万美元），旨在开发一种适用于高温高压环境下井筒完整性评估且无需主动冷却的人工智能驱动光声成像测井工具；②创新井下解决方案公司（251万美元），旨在开发一种能够在高温地热环境中连续运行24小时的超声波测量工具；③劳伦斯伯克利国家实验室（202万美元），旨在开发一种用于极端条件的无井下电子设备的井筒完整性评估工具；④洛斯阿拉莫斯国家实验室（367万美元），旨在开发一种用于极端条件高保真数据获取的高分辨率声学工具；⑤斯伦贝谢科技公司（1000万美元），旨在开发一种电缆牵引的输送系统，用于下套管和固井的长期完整性建模；⑥项目开发解决方案公司（790万美元），旨在在加州Bakersfield的Kern Front油田进行地质储热示范项目的试点，将工艺制造等过程产生的剩余热能通过热交换以热水形式注入废弃油藏等地下储层，并在冬季用电高峰期作为风能、太阳能等不稳定发电来源的有益补充。 

2024年4月，美国能源部发布了“国家实验室关键材料研发项目征集”资助机会公告，计划未来3年每年提供约660万美元，用于支持加州Salton Sea盐湖地球化学和热力学数据库开发（100万美元）、超临界地热条件钻井材料分析（50万美元）、以及已探明地热资源区域的锂等关键矿产资源表征（510万美元）。此次资助是为了响应美国能源部通过近十年的不懈努力所取得的认识，包括认为锂而非稀土元素更有地热联产价值，建议把Salton Sea盐湖作为进一步研究的重点地区、以及为确保该盐湖锂资源的更长期稳产对改进钻井技术以适用可能钻遇的超临界地热资源的迫切需要。2024年7月，美国能源部宣布有4个国家实验室的7个项目入选。 

2024年6月，美国能源部发布了“增强型地热系统试点示范计划”第二轮资助机会公告，计划提供1420万美元，用于支持美国东部“增强型地热系统”示范项目的试点。该计划的第一轮资助机会公告于2023年发布，计划提供7400万美元，用于支持四类区域的开发示范，即近水热型地热田“增强型地热系统”、未探明地热资源地区“增强型地热系统”、超热/超临界“增强型地热系统”、以及美国东部“增强型地热系统”。美国政府对“增强型地热系统”技术的重视主要表现在政策规划研究方面和财政经费投入方面，如地热发展主要目标是到2050年使该国地热发电容量从目前的3800兆瓦增长至6万兆瓦，其中绝大多数增长来自以深部高温地热资源为主的“增强型地热系统”；2023、2024和2025财政年对“增强型地热系统”技术研发与示范的经费投入分别达到5750万、1.29亿和9809万美元，占总地热研发预算的49%、60%和63%。2024年2月，美国能源部宣布前三类区域入选项目分别由雪佛龙新能源公司、Fervo能源公司和Mazama能源公司牵头实施，总资助金额为6000万美元。