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美國(guó)能源部發(fā)布下一代地?zé)岚l(fā)電“起飛”報(bào)告，稱地?zé)岚l(fā)電技術(shù)已顯示出令人矚目的進(jìn)步，使其能夠成為美國(guó)脫碳發(fā)電“關(guān)鍵貢獻(xiàn)者”之一，并預(yù)期美國(guó)地?zé)岚l(fā)電“最早有望在2030年實(shí)現(xiàn)商業(yè)起飛”。

地?zé)嵋恢北灰暈楣檬聵I(yè)的清潔電力來(lái)源，但其開發(fā)會(huì)受到地理位置的限制。美國(guó)能源部在這份最新報(bào)告中指出，下一代地?zé)岚l(fā)電利用石油和天然氣行業(yè)開發(fā)的技術(shù)，從無(wú)處不在的熱巖中設(shè)計(jì)“人造熱儲(chǔ)層”，而不是在特定位置尋找自然形成的熱儲(chǔ)層，從而能極大地?cái)U(kuò)展可用地?zé)岚l(fā)電資源及其商業(yè)應(yīng)用。

報(bào)告說(shuō)，盡管下一代地?zé)岚l(fā)電是一個(gè)新興行業(yè)，但具有多項(xiàng)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，包括利用來(lái)自油氣行業(yè)的可轉(zhuǎn)讓技術(shù)、供應(yīng)鏈和勞動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)快速規(guī)模化。此外，地?zé)岚l(fā)電還具有清潔、穩(wěn)定、可靈活調(diào)度、土地占用少等優(yōu)點(diǎn)。

據(jù)報(bào)告介紹，試點(diǎn)項(xiàng)目顯示，在鉆井等技術(shù)上取得的新進(jìn)展使地?zé)岚l(fā)電的成本大幅降低。預(yù)計(jì)到2030年，美國(guó)地?zé)岚l(fā)電行業(yè)的平均成本有望達(dá)到每兆瓦時(shí)60至70美元，并有望在2035年實(shí)現(xiàn)美國(guó)能源部制定的每兆瓦時(shí)45美元的目標(biāo)。

1 下一代地?zé)岚l(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀

下一代地?zé)峒夹g(shù)可以從無(wú)處不在的熱巖中制造儲(chǔ)層，而無(wú)需在獨(dú)特的地質(zhì)環(huán)境中尋找自然存在的儲(chǔ)層。據(jù)估計(jì)，美國(guó)的傳統(tǒng)地?zé)豳Y源約有40 GW，但目前被發(fā)現(xiàn)的地?zé)豳Y源僅占25%。由于需要定位獨(dú)特的地質(zhì)環(huán)境，美國(guó)的地?zé)岵渴鸨幌拗圃诖蠹s4 GW。下一代地?zé)峒夹g(shù)將分布在美國(guó)大部分地區(qū)的地?zé)豳Y源潛力擴(kuò)大到5500 GW，并且不再需要尋找獨(dú)特的地質(zhì)環(huán)境。

下一代地?zé)峒夹g(shù)即將具有成本競(jìng)爭(zhēng)力。隨著近期美國(guó)在地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域取得的技術(shù)突破，到2030年美國(guó)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（Enhanced Geothermal Systems, EGS）平均成本有望達(dá)到60~70美元/兆瓦時(shí)，到2035年接近“增強(qiáng)型地?zé)峁リP(guān)計(jì)劃”（Enhanced Geothermal Shot）設(shè)定的45美元/兆瓦時(shí)的成本目標(biāo)。

技術(shù)上的成功促進(jìn)了下一代地?zé)崾袌?chǎng)的發(fā)展勢(shì)頭。DOE的EGS示范項(xiàng)目“地?zé)崮芮把赜^測(cè)研究計(jì)劃”（Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy, FORGE）的鉆井速度在3年內(nèi)提高了5倍以上，在美國(guó)的前2個(gè)大規(guī)模商業(yè)EGS試點(diǎn)中，每口井的開發(fā)成本從1300萬(wàn)美元降至500萬(wàn)美元以下。第一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模的閉環(huán)示范項(xiàng)目于2022年完成，預(yù)計(jì)2028年在德國(guó)完成閉環(huán)商業(yè)試點(diǎn)。自2021年以來(lái)，地?zé)崾袌?chǎng)準(zhǔn)入不斷增加，開發(fā)商籌集的資金也逐年增加。

2 通往商業(yè)規(guī)模的路徑

在持續(xù)研發(fā)以追求技術(shù)突破的背景下，下一代地?zé)岚l(fā)電的全面部署可以分2個(gè)階段進(jìn)行。

（1）實(shí)現(xiàn)騰飛。到2030年，在4~6個(gè)州總體部署約2~5 GW的下一代地?zé)岚l(fā)電，需要投資200~250億美元，才能組裝出所需的驗(yàn)證套件，以降低地?zé)岵渴鸬娘L(fēng)險(xiǎn)。以下4個(gè)關(guān)鍵因素有助于確保到2030年實(shí)現(xiàn)騰飛：①到2030年，成本降低至60~70美元/兆瓦時(shí)的全國(guó)平均平準(zhǔn)化度電成本（Levelized Cost of Electricity, LCOE）（競(jìng)爭(zhēng)地區(qū)為40~50美元/兆瓦時(shí)）；②為新市場(chǎng)進(jìn)入、技術(shù)方法和地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行大規(guī)模示范；③精心設(shè)計(jì)電力購(gòu)買協(xié)議（Power Purchase Agreements, PPAs），體現(xiàn)下一代地?zé)崆鍧嶋娏Φ膬r(jià)值；④盡早并持續(xù)地參與社區(qū)活動(dòng)。

（2）實(shí)現(xiàn)規(guī)模化。①到2050年，下一代地?zé)岚l(fā)電實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模（擴(kuò)大到88~125 GW）需要投資2250~2500億美元，同時(shí)利用具有可轉(zhuǎn)移專業(yè)知識(shí)的數(shù)十萬(wàn)現(xiàn)有工人。②隨著下一代地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的成熟，可能會(huì)出現(xiàn)新的開發(fā)人員類別、投資來(lái)源和推動(dòng)部署的開發(fā)模式。

3 挑戰(zhàn)和潛在解決方案

下一代地?zé)岙a(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)騰飛和規(guī)?；?，必須克服5大挑戰(zhàn)。

（1）過高的前期成本和風(fēng)險(xiǎn)限制了開發(fā)資金與地理范圍。潛在解決方案包括：①需要從各種渠道獲得50億美元的早期開發(fā)資金，用于資助在不同地質(zhì)環(huán)境中首次部署驗(yàn)證套件；②提供需求側(cè)市場(chǎng)信號(hào)，如高價(jià)值的PPAs，激勵(lì)對(duì)初始部署的投資；③通過研發(fā)投入，在地?zé)衢_發(fā)活動(dòng)中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和創(chuàng)新；④開發(fā)新的金融產(chǎn)品，以降低鉆井成本。

（2）感知和實(shí)際操作風(fēng)險(xiǎn)限制了開發(fā)需求與投資。潛在解決方案包括：進(jìn)行戰(zhàn)略性示范選址和早期部署的數(shù)據(jù)傳播，以證明電力生產(chǎn)的可持續(xù)性。

（3）由聯(lián)邦許可驅(qū)動(dòng)的漫長(zhǎng)且不可預(yù)測(cè)的開發(fā)生命周期。潛在解決方案包括：①在獲得授權(quán)的情況下，合并和簡(jiǎn)化許可過程中的具體步驟；②進(jìn)行技術(shù)變革，使流程變得更加精簡(jiǎn)；③在獲得授權(quán)的情況下，集中提供地?zé)崽囟ㄔS可的專門知識(shí)。

（4）現(xiàn)有的商業(yè)模式低估了下一代地?zé)岬臐摿?。潛在解決方案包括：①制定規(guī)劃政策，鼓勵(lì)高成本、高價(jià)值電力；②利用靈活的地?zé)嶙鳂I(yè)來(lái)獲取最高價(jià)值的電力；③提供新的商品銷售模式，例如，地?zé)衢_發(fā)人員為多種目的提供熱能。

（5）在某些情況下可能會(huì)引起社區(qū)的反對(duì)。潛在解決方案包括：①堅(jiān)持長(zhǎng)期建立的誘發(fā)地震活動(dòng)和環(huán)境監(jiān)測(cè)最佳實(shí)踐；②盡早、頻繁和透明地與社區(qū)就選址和潛在項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)行交流。

4 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地學(xué)文獻(xiàn)中心的見解

美國(guó)能源部發(fā)布《新一代地?zé)岚l(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化路徑》報(bào)告，重點(diǎn)研究規(guī)劃了以深部高溫地?zé)豳Y源為主要目標(biāo)的新一代地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路徑。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地學(xué)文獻(xiàn)中心通過對(duì)該報(bào)告的解讀分析，形成如下認(rèn)識(shí)：
比于水熱型地?zé)豳Y源為主的常規(guī)地?zé)岚l(fā)電技術(shù)，以深部高溫地?zé)豳Y源為主的新一代地?zé)岚l(fā)電技術(shù)（即增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)和閉環(huán)地?zé)嵯到y(tǒng)）在資源分布廣泛性和可供性等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。美國(guó)希望通過油氣行業(yè)技術(shù)和人員轉(zhuǎn)移、工程示范以及市場(chǎng)體系建設(shè)等措施，力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)新一代地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化部署。

二是新一代地?zé)岚l(fā)電技術(shù)已顯現(xiàn)出競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，將成為確保美國(guó)清潔電力供應(yīng)的主要來(lái)源。相關(guān)分析認(rèn)為美國(guó)實(shí)現(xiàn)無(wú)碳發(fā)電還需增加700萬(wàn)~900萬(wàn)兆瓦的清潔能源發(fā)電能力。相比于易受氣候影響的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電，新一代地?zé)岚l(fā)電技術(shù)有望在2050年前達(dá)到90萬(wàn)兆瓦的穩(wěn)定發(fā)電能力。

三是美國(guó)計(jì)劃分兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)新一代地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化部署。其中，第一階段的主要目標(biāo)是在2030年前證實(shí)新一代地?zé)岚l(fā)電技術(shù)在目前未探明地?zé)豳Y源的“綠地”場(chǎng)地尤其是在不同地質(zhì)條件場(chǎng)地的工程建設(shè)能力，從而降低該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化部署的技術(shù)和資源風(fēng)險(xiǎn)、突顯其巨大的市場(chǎng)潛力。第二階段的主要目標(biāo)是在2050年前進(jìn)一步提升新一代地?zé)岚l(fā)電技術(shù)在可利用資源規(guī)模、成本、融資等方面的競(jìng)爭(zhēng)力，以及進(jìn)一步擴(kuò)大該技術(shù)在全美的部署規(guī)模。

四是確定新一代地?zé)嵝袠I(yè)發(fā)展面臨的五方面主要挑戰(zhàn)，分別是較高的前期成本和風(fēng)險(xiǎn)、工程部署的預(yù)期和實(shí)際作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、長(zhǎng)期且無(wú)法預(yù)計(jì)的工程建設(shè)周期、現(xiàn)有商業(yè)模型對(duì)新一代地?zé)峒夹g(shù)發(fā)展?jié)摿Φ牡凸?、以及誘發(fā)地震等工程風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致的公眾反對(duì)。

原標(biāo)題：美國(guó)新一代地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)藍(lán)圖，能“起飛”嗎？