增强型地热系统潜力受到持续关注,有望成为未来全球能源供应的重要支柱

来源:地调局地学文献中心 作者:姚树青 发布时间:2025-04-14

据哥伦比亚大学全球能源政策中心近日报道,该中心于2025年3月举办了一场聚焦增强型地热系统未来供电潜力的网络研讨会,根据来自学术界、智库、能源行业、金融机构和政府部门的代表的演讲和讨论内容,总结形成如下主要认识:增强型地热系统作为一种清洁、稳定的能源来源,到2050年可满足全球电力增长的15%;得益于非常规油气生产技术的融合,增强型地热系统项目的成本和产流量得到极大改善,其资本成本正在接近美国能源部设定的产业化开发目标,比美国国家可再生能源实验室设定的技术可行性目标提前了10年,可能与10年前的光伏太阳能项目处于相同的发展轨迹;随着技术进步和政策完善,增强型地热系统有望在全球能源转型中发挥关键作用,成为未来能源供应的重要支柱。 

具体来说: 

在优势和价值方面,增强型地热系统可利用油气行业的熟练劳动力及强大供应链来实现快速发展;不仅能够提供清洁稳定电力,还可用于储热、工业供热、地热卤水提锂等多个高附加值领域。 

在技术突破和发展方面,目前地热发电产业在经历低迷发展后迎来新发展机遇的主要原因是水平井钻井技术与压裂改造技术的有效结合,从而极大增加用于连通注入井与生产井的裂隙的表面积,进而实现产流量和产流温度满足产业化要求且持续稳定。得益于使用更先进的钻机和具有更长井下使用寿命的钻头,针对深部热岩的钻井性能得到显著提升,如美国能源部FORGE计划犹他州项目将钻井天数减少一半以上。随着技术发展,钻井的水平段长度、产流量和单井发电能力也有望得到显著提高,如美国Fervo能源公司短短几年就将地热井水平段长度从900米提升至1500米,产流量从7000桶/天提升至70000桶/天,单井发电能力从3兆瓦提升至10兆瓦。此外,随着钻井深度的不断增加,相关开发项目的目标储层温度也在不断升高,如Fervo能源公司从其内华达州Red项目的190℃增加到其犹他州Cape项目的220℃;美国Mazama能源公司位于Newberry火山区的示范项目的目标储层温度超过300℃。 

在工程实践方面,Fervo能源公司是增强型地热系统技术实现突破性发展的典型代表,其Red项目的目标发电量为3.5兆瓦,已于2023年实现发电,监测表明2023年11月至2024年10月为期近一年的产流温度不降反升,资本支出约1.5万美元/千瓦。其Cape项目计划2026年投产,目标发电量达500兆瓦,预计资本支出为6000美元/千瓦,接近美国能源部计划2030年达到的产业化目标(5000美元/千瓦)。 

在全球发展前景方面,国际能源署评估认为,包括增强型地热系统在内的新一代地热技术的发电潜力是当前全球总装机容量的60倍,仅次于太阳能光伏发电。预计地热平准化电力成本将从目前的240美元/兆瓦时降低至2035年的50美元/兆瓦时,与太阳能2013年至2023年的成本下降速度相当。预计到2050年,成本降低有望使全球实现超80万兆瓦的新一代地热发电项目落地,主要集中在美国、中国、印度、东南亚和欧洲。 

在政策支持方面,加快增强型地热系统的全球部署需要各国政策制定者意识到增强型地热系统的潜力,并将其视为电力供应碳减排的一种选择。各国需要将地热纳入其能源目标和脱碳目标,制定政策通过风险缓解计划来支持面临开发风险的地热项目,并提供对地热发电和供热购买方的激励措施。但需要明确的是,新一代地热技术是否能实现产业化要归因于成本可行性技术可靠性的提升,而非仅依赖于政府的偏袒或支持。 

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