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近年来,地热能凭借其清洁、稳定、分布广泛等特性,在各国能源战略中的地位愈发重要,成为推动能源转型、应对气候变化和保障能源安全的重要力量。据美国能源部分析显示,到2050年,美国地热发电容量可能达到150千兆瓦,而在全球范围内,新一代地热发电装机容量将超过800千兆瓦,约占总发电量的15%。
但目前地热能开发仍面临成本高、技术难度大、市场机制不健全、政策法规不完善等缺点。近期美国智库卡内基基金会发布研究报告,认为当前地热能发展尚不成熟,这恰恰是美国实现“弯道超车”的关键赛道。美国可以利用增强型地热系统(EGS),在未来十年内将地热能降至80美元/兆瓦时,2035年降至50美元/兆瓦时,或可利用先进地热系统(AGS)在符合条件的区域将价格降至最低64美元/兆瓦时。目前,美国空军、陆军、海军也在不同程度上与美国地热能技术公司合作。
报告认为,在美国国防部支持下,相关技术的成熟度将会大幅提升,其全球化应用前景也指日可待。报告考察了全球地热能资源分布与国家环境,将具备良好投资潜力的国家视为普及美国地热能技术的有力合作对象,这些国家包括加拿大、法国、德国、墨西哥、肯尼亚、坦桑尼亚、埃塞俄比亚、沙特、印尼、菲律宾、日本、印度、越南等。
报告基于美方立场,建议美国加强地热能海外投资战略,推进地热外交,将地热能纳入现有双边和多边能源、经济及安全合作框架之中,以帮助美国实现新一代地热发电装机全球规模化应用。为便于国内各界知己知彼、把握形势之变,欧亚系统科学研究会特编译此文,供读者阅读参考。文章仅代表作者本文观点。
地热能已成为仅次于太阳能的可再生能源,相关的商业项目正在稳步推进,成本也显著降低。与此同时,地热能与石油行业之间正在形成新的协同效应,为传统能源企业提供了一种新型可持续能源解决方案。
本文概述了与此相关的一系列新兴技术,并分析了哪些国家适合系统性地开发地热能资源。除德国、印度尼西亚、肯尼亚、墨西哥和土耳其等传统地热开发强国及高潜力国家外,本研究还指出,马来西亚、沙特阿拉伯、坦桑尼亚和阿根廷等国家具备长期发展潜力。
热能的历史
从一个多世纪之前,人类就开始利用地热资源驱动涡轮机。截至2022年底,在全球范围内,六大洲的30个国家已经实装了约16千兆瓦的地热发电容量,占全球电力结构的约0.34%。该技术最早于1904年在意大利投入使用,并在二战战后迅速推广至美国、新西兰和日本。20世纪70年代石油危机期间,冰岛开始大力开发地热资源,以应对能源危机及其对宏观经济造成的影响。至20世纪80年代初,地热技术开始向全球南方国家扩散,其中包括墨西哥、菲律宾、土耳其。不过,最令人瞩目的当属肯尼亚,该国是当今地热发展的典范国家。肯尼亚对地热能的开发利用是本文所关注的一个典型案例,其所依赖的技术知识在很大程度上是从冰岛转移来的。自20世纪70年代末以来,在联合国的支持下,冰岛的有关机构开始向肯尼亚提供一系列培训、现场支持与地图绘制服务,前后历时数十年之久。
自20世纪90年代以来,天然气价格有所下滑,同时风能、太阳能等可再生能源在新增装机容量方面也超越了地热能。在新西兰和美国等饱和市场,地热能领域的发展已停滞数十年。然而,这其中也有例外。中美洲的哥斯达黎加、萨尔瓦多和洪都拉斯自2000年以来在地热能装机容量方面取得了长足的进步。过去十年,全球地热能发电装机容量的增长主要依靠三个国家的贡献:印度尼西亚、肯尼亚和土耳其(见图1)。这些国家通过各种政策手段,帮助国内产业加速发展。
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图1:全球地热发电装机容量。美国在总装机容量方面处于领先地位,但新增装机容量主要集中在印度尼西亚、土耳其和肯尼亚三国。
(一)干热岩
长期以来,研究人员一直都在探索新型地热钻井技术,试图绕过难以开采的水热资源,直接利用地热能。20世纪70年代,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员开始研究“干热岩”,这种资源如其名所示,虽蕴含大量热能,但缺乏相应的流体将其导出。这一系列早期实验旨在利用裂缝打造人工储能层,如今,这一技术被称为增强型地热系统(EGS)(见图2)。到20世纪80年代,法国和日本的研究人员也尝试通过裂缝技术在干热岩中创建人工储能层,但均未成功。这些早期实验因所需的技术过于复杂而宣告失败。21世纪初,韩国和瑞士的研究人员尝试进一步推进裂缝技术,但引发了地震活动,自此之后,相关的研究活动基本上宣告停止。然而,到了2010年代,美国政府重新恢复了对这项技术的支持。美国政府不仅给予了拨款支持,还将一部分公共土地用作钻探试验场,在其支持之下,研究人员借助美国页岩革命所积累的经验,解决了EGS在钻井和维持储能层流量方面的部分技术难题。在同一时期,解决干热岩挑战的另一种方案开始逐步成型:通过闭环系统循环地热能,进而无需从外部引入水源。这种设计被称为先进地热系统(AGS)或闭环系统,于2010年代末开始普及,并迅速进入市场。
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图2: 地热能系统类型
尽管EGS和闭环地热是下一代地热技术的核心方法,但研究人员也在同时探索其他可能的方案。例如,部分研究人员选择将重点放在沉积盆地之上,这类地层的渗透性优于传统EGS所关注的开裂地层,其中可能蕴含着丰富的资源,其开发方式大概率也与现有的水热系统更为相似。还有一部分研究人员正在寻找温度超过375摄氏度的热源,以推进超高温岩(SHR)项目。此类资源可将水转化为超临界状态,理论上单口井发电量可达传统地热的十倍。但SHR项目仍处于研发初期阶段。虽然部分超临界资源因特殊地质构造靠近地表,但绝大多数此类资源都位于地底深处,无法通过现有的石油和天然气钻井技术获取。SHR项目还面临着其他方面的技术挑战,如用于封井并承受极高温度的材料,以及保持储层持续产热的刺激技术。
EGS和闭环系统处于大致相同的商业化阶段,首座示范设施计划于2026年前投入运营。不过,EGS在美国获得了更多政策层面的支持,而且有大量的研究人员致力于降低其运营成本。尽管下一代地热能发电设施很难在2030年代之前将成本降至与陆上风能或太阳能齐平的阶段,但必须强调的是,EGS和闭环系统能够带来体系性的优势,它们是全天候运行、可随需求变化灵活调度的电源。目前,EGS的成本在每兆瓦时约$100至$240之间,与新建核电成本相当。然而,近期有分析人士指出,EGS有望在2020年代末将成本降至每兆瓦时$80,并于2035年进一步降至$50。若果真如此,那么EGS的发电成本将与火电相当,并介于陆上风电与海上风电之间(见图3)。部分研究指出,地热能资源拥有极高的发展潜力。
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图3:能源类型成本与下一代地热能比较。到2035年, EGS和闭环地热系统成本可能低于化石能源发电成本。(图源:报告原文)
据估算,在地热资源较易得到利用的地区,闭环系统的运营成本为每兆瓦时$105,而在地热资源质量较低的地区,成本可能高达每兆瓦时$321。这背后的主要原因在于钻井成本不同。不过,一旦相关技术实现突破,闭环地热能的成本就有望降至每兆瓦时$64至$160。可以说,闭环系统的市场前景仍值得期待,尤其是在区域供热(通过集中热源向周边地区供热)这一领域,因其无需涡轮机参与,可将项目成本降低约30%至50%。这是因为在区域供热领域,通过发电进行供热的效率约为20%,而直接供热的效率可高达90%。
除成本外,闭环地热技术的进步还能带来其他方面的好处,例如,相关的钻井技术可扩展到其他领域当中,此外,这项技术对水资源的影响也相对较小。部分国家(尤其是欧洲国家)因EGS的高耗水量而对这一技术持抵触态度,而这为闭环系统提供了良好的发展机遇。同样,EGS技术所要求的地热资源并非普遍存在,其对当地的地质条件有特殊要求。若想在全球范围内发展地热资源,就需要利用闭环系统作为补充。此外,闭环地热能是唯一一种无需大量用水即可发电的清洁稳定能源(见图4,需特别指出的是,尽管EGS技术确实需要大量用水,但行业数据显示,其用水量远低于核能和天然气等其他热能发电方式)。随着时间的推移,部分缺水地区能够更为清晰地认识到闭环系统在耗水方面的优势所在。
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图4:下一代地热系统的耗水情况。EGS的耗水情况尤其令人担忧,不过其实际耗水量要低于核能和天然气
(二)钻探技术突破带来的规模化发展
美国能源部的分析指出,仅美国境内的下一代干热岩地热能发电潜力就可能达到5500千兆瓦,几乎是现有水热系统的140倍。在相关技术的成本降至合理水平的情况下,到2050年,美国下一代地热发电装机容量至少可达到90千兆瓦,若其他因素配合得当,这一数字可能超过300千兆瓦。国际能源署的后续分析显示,到2050年时,美国地热发电容量可能达到150千兆瓦,而在全球范围内,新一代地热发电装机容量将超过800千兆瓦,占总发电量的约15%。
目前,地热能行业仍属于小众领域,与天然气、太阳能和风能等兆瓦级巨头相比规模较小。2000年至2029年间,地热发电年装机容量维持在300兆瓦左右,但到2030年至2050年间,这一数字将激增至原来的100至200倍(见图5)。
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图5:下一代地热的规模化发展。在地热资源开发的腾飞阶段,年装机容量可能从50兆瓦跃升至50千兆瓦。
全球范围内下一代地热能的发展潜力
地热技术的发展主要集中在北美,但其在全球范围内都拥有巨大的发展潜力(见图6)。北美——尤其是美国西部地区——是下一代地热商业化的理想地区,因为这一地区拥有丰富的干热岩资源、成熟的地热和钻井产业、在页岩气生产中积累下来的复杂钻井技术专长以及充满活力的初创企业文化和风险投资生态系统。数据中心带来的电力需求激增以及大型科技公司对下一代地热技术的兴趣进一步强化了这一趋势。全球首个商业规模的EGS设施就位于犹他州,加州和新墨西哥州也正在开发闭环系统。美国一些地区的空军、陆军、海军已与几乎所有美国的下一代地热公司签订了合同,共同在在位于德州和加州的军事基地开发相关技术,俄勒冈州和内华达州的一些早期开发项目也已启动。
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图6:下一代地热资源区划图。北美地区处于领先地位,欧洲和亚洲也取得了显著进展
下一代地热能将成为北美地区可行的低碳能源来源,同时相关技术还可以出口到全球各个地区。部分北美企业已开始在海外开发项目:全球首座商业规模闭环设施将于明年在德国投入运营,日本、肯尼亚、菲律宾和罗马尼亚等国的早期下一代地热项目正处于可行性研究阶段。
本文将所分析的国家分为三类。第一梯队国家要么是利用地热发电的传统国家,要么是已开始安装地热发电设备的国家,其中包括智利、印度尼西亚、肯尼亚、墨西哥、菲律宾和土耳其。这些国家很可能是地热领域的最佳市场,因为它们具备现有产业、地下资源数据和现有政策框架的优势。第二梯队国家是指那些先前没有利用地热进行发电(尽管部分国家可能正在准备建设首座地热发电厂)但具备相关政策和市场指标,未来有望成为优质投资对象的国家。最后,潜力国家指那些资源丰富,但缺乏相关政策框架的国家,如果其能建立有效的政策支持机制和监管模式,相关潜力就有望得到发展。
(一)拉丁美洲
在拉丁美洲,墨西哥是短期内最具潜力的国家,智利和哥伦比亚是中期考虑对象,阿根廷和巴西则具备长期发展潜力。尽管除墨西哥及部分中美洲和南美国家外,拉丁美洲目前地热发电量有限,但这一未开发资源有望成为区域能源安全、脱碳进程及国家能源巨头构建转型战略的重要助力。
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图7: 拉丁美洲下一代地热潜力。综合评分囊括了地热资源评估、现有产业、政府激励措施及需求拉动因素。
1.墨西哥
墨西哥正迎来地热能源复兴的黄金时期。卓越的干热岩资源与现有地热产业及监管框架的结合,加上工业和数据需求带来的电力需求增长,使得墨西哥的地热资源发展潜力巨大。此外,墨西哥约70%的天然气依赖进口,天然气发电占电力结构的60%。因此,从能源安全角度而言,墨西哥官方有极大的动力重新投资地热能。尽管墨西哥在过去十年间未新建地热发电项目,但其拥有约1000兆瓦装机容量的传统地热产业。近年来,该国电力市场日益呈现出国家主导的特征,这意味着国有电力公司联邦电力委员会将在地热发电项目中扮演关键角色(尽管目前尚无迹象表明该国庞大的国有石油巨头墨西哥国家石油公司将参与地热开发项目)。
墨西哥的地热资源恰好分布在经济活动集聚的理想区域。基于资源潜力、现有输电设施接入条件及需求侧发展情况,墨西哥境内适合发展下一代地热项目的核心区域包括东北部的蒙特雷、西北部的蒂华纳,以及墨西哥中部的一系列枢纽城市。2025年,墨西哥总统克劳迪娅·谢恩巴姆公布了新的能源法,其中包括改革现有政策以简化地热开发流程;在未来,墨西哥政府出台的政策将成为判断地热项目发展潜力的关键指标。
(二)中美洲
哥斯达黎加和萨尔瓦多在资源潜力方面排名靠前。哥斯达黎加拥有不断发展的地热产业、清晰的国内法规,数据中心也处在增长阶段。同时,该国正悄然崛起为一个半导体制造中心(另一个高耗能科技领域)。
萨尔瓦多的地热发电容量也呈现出类似的增长态势,该国通过《可再生能源激励法》提供了部分补贴支持。其地热资源主要集中在圣萨尔瓦多周边地区,尤其是圣米格尔地区。
(三)南美洲
南美洲情况更为复杂,但智利和哥伦比亚尤其值得关注。哥伦比亚的资源主要集中在卡利、佩雷拉、伊巴格和波哥大等城市周边地区。哥伦比亚地热发电装机容量微乎其微,且无政府补贴,但该国政府已经建立起了相关的地热监管框架,并正崛起为新兴科技枢纽。哥伦比亚国有能源巨头埃克森美孚正在推进能源多元化战略,该公司近期已计划开发首个地热项目。
虽然智利没有政策补贴,但其近期建成了首座地热发电厂,考虑到当地的优质资源和长期气候发展目标(该国计划逐步淘汰剩余的火电设备),智利具备足够的投资价值。智利的干热岩资源分布在全国最重要的经济集群附近,包括圣地亚哥和安托法加斯塔(以及邻近的北部工业中心)。
阿根廷和巴西均具备地热方面的资源潜力,但长期开发前景尚不明朗。巴西国内一部分关键经济区周边存在可利用的地热资源,且具备输电条件。然而,巴西现有的地热产业与政策框架仍处于缺位状态。此外,巴西将重点放在了太阳能和风能之上,并拥有规模可观的清洁稳态水电装机容量。而且,其天然气产业几乎全部位于近海,这意味着巴西很难利用天然气行业现有的劳动力和设备。不过,巴西国有石油巨头已开始探索深层地热钻探项目,这是一个值得关注的情况。
阿根廷则面临与巴西相反的情况。在未来的一段时间内,阿根廷很难投资兴建新的基础设施项目。阿根廷境内的天然气产业聚集地临近地热资源区,然而,这些资源与该国主要经济和工业集群相距甚远,且仅有部分地区具备跨区域输电的能力。因此,阿根廷虽然具备很大的潜力,但短时间内很难将其发挥出来。
(四)欧洲
法国、德国、意大利、匈牙利、罗马尼亚和西班牙均存在明确的投资机会,其中德国尤为突出。欧洲拥有丰富的地下资源和地上产业:全球五家专业地热涡轮机公司中有三家总部位于意大利,并在此运营。然而,该地区缺乏规模化的国内工业基础,无论是地热开发企业还是石油天然气生产商,数量均显不足。同样,由于缺乏天然气开采活动,欧洲的钻井平台数量微乎其微,与能源生产地区相比,欧洲的套管可获取性也相对较低。本报告中提到的部分欧盟成员国,如法国、德国和西班牙,已对水力压裂技术实施了各种限制,这可能会限制ESG的推广,除非相关监管政策发生变化。
欧洲在能源安全和脱碳方面的长期机遇巨大。欧洲拥有19,000个区域供热单元,几乎全部依赖煤炭,而地热系统有望帮助实现其脱碳。此外,各成员国已出台地热专项政策。
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图8:欧洲下一代地热潜力。综合评分囊括了地热资源评估、现有产业、政府激励措施及需求拉动因素。
1.德国
德国凭借自身丰富的资源、良好的市场环境和需求端驱动,加上近期地热政策和项目进展,成为了欧洲下一代地热市场的理想投资地。目前德国运营着42座深层地热发电厂(主要用于供热),另有16座在建,规划中的项目多达155座,这充分体现了地热项目发展的强劲势头。除联邦层面的法律规定到2030年实现10太瓦地热能目标外,柏林还推出了各种支持性措施——包括上网电价补贴和贷款计划以降低钻探风险——并通过相关立法以加快审批流程。
德国的干热岩资源分布情况十分理想,靠近埃森、法兰克福、慕尼黑和斯图加特等主要城市和工业区。需求端方面,德国的数据中心建设规模和热电联供系统均为欧洲最大,约为波兰(第二名)的两倍。电力市场的发展趋势也利好地热发电:该国计划退役30千兆瓦的煤炭发电容量,同时面临风能和太阳能资源无法供电时导致的电力价格波动。目前,德国的研究人员正在开展深层地热项目研究,可能与上述进展有关。
2. 西欧
法国、意大利和西班牙均是值得关注的潜在地区。法国是欧洲地热能研究的发源地,同时在巴黎、里昂和利摩日之间的东中部地区拥有丰富的干热岩资源。此外,该国的长期能源框架明确要求开发深层地热资源——但仅限于供热用途。
相反,意大利的重点放在了发电方面。除已安装的700兆瓦地热发电容量外,新的电力(及热电联产)设施正在筹备阶段当中,公用事业公司和开发商已承诺投入数十亿欧元。意大利的地热资源分布在佛罗伦萨、热那亚、那不勒斯和罗马等主要城市附近,但这些资源无法直接供应给北部工业集群。意大利拥有专门的地热许可制度和较高的电价,但缺乏钻探或项目融资的风险缓解机制。
西班牙拥有丰富的地热资源,尤其在瓦伦西亚、阿科鲁尼亚、萨拉戈萨和马德里以南地区。该国还拥有显著的数据需求和清洁能源补贴,包括用于降低地热钻探风险的专项基金。未在本报告中列出的国家包括希腊(投资环境较不友好)以及比利时、荷兰和卢森堡(重点发展核能资源)。此类国家也具备进一步探索的显著潜力。
3. 东欧
东欧拥有重要的地热资源,匈牙利和罗马尼亚在开发方面具有显著优势。匈牙利的地热资源几乎遍布全国,且与布达佩斯、吉尔、凯奇凯梅特和塞格德等需求中心紧密相连。匈牙利政府于2024年4月发布国家战略,计划到2030年将地热能利用量翻一番,并宣布由能源部提供相应的贷款计划以降低项目风险,特别针对区域供热领域。然而,市场指标显示,地热发电的发展面临着潜在挑战,匈牙利的数据中心需求增长疲软,且该国近半数电力已由核能供应,太阳能占比也达到了20%。
罗马尼亚虽拥有丰富的地热资源,正在建设首个地热能项目,但这些资源主要分布在西部地区,远离大城市和经济区,且该国近一半的电力已来自清洁资源,如水力和核能,可再生能源发展良好,因此,投资前景较为一般。
(五)非洲和中东
非洲和中东地区蕴藏着巨量的地热资源,但当前的政治经济现实又使得只有少数国家能够真正开发利用这一资源。肯尼亚、坦桑尼亚和埃塞俄比亚是非洲大陆上的主要关注对象,而土耳其则是中东地区的主要参与者,沙特阿拉伯则具备长期的发展潜力。值得注意的是,北非的地热资源格外丰富,尤其是在阿尔及利亚,但埃及和摩洛哥是该地区最有可能真正开发利用地热资源的国家。尼日利亚拥有卓越的干热岩资源,但因电力基础设施较差而无法加以利用。纳米比亚和塞内加尔等多个非洲国家也具备一定潜力,值得进一步研究。
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图9:非洲和中东下一代地热潜力。综合评分囊括了地热资源评估、现有产业、政府激励措施及需求拉动因素。
1.肯尼亚
肯尼亚或许是现代地热能开发的典范国家,在这一领域当中,肯尼亚占据了领先地位,还有可能通过发展下一代技术进一步巩固自身的这一地位。目前,肯尼亚约50%的电力依靠的是地热能,此外地热能在多个行业中得到了广泛应用。该国干热岩资源分布广泛,且开采难度较低,内罗毕、纳库鲁、基苏木和埃尔多雷特等多个经济区附近都有规模可观的地热资源。此外,肯尼亚现有的地热开发企业KenGen得到了强大的政策支持。肯尼亚是非洲数据中心增长的中心地带,也是非洲首个超大规模数据中心的所在地。肯尼亚还是全球首个开发从空气中直接捕获碳设施的南方国家,该设施也将采用地热能供电(这是另一个潜在的长期需求增长点)。尽管肯尼亚还有至少200兆瓦的地热发电项目处在规划阶段,但对于一个拥有如此丰富水热资源的国家而言,何时需要发展下一代地热技术仍是一个重要问题。长期以来,肯尼亚都面临着干旱问题,闭环系统可能在该国部分地区找到应用空间。
2. 东非
肯尼亚作为非洲地热开发的枢纽国家,为非洲其他国家提供了人才培训和技术转让等支持手段。坦桑尼亚的地热资源似乎尚未得到充分勘探,不过现有的资源储备情况已经非常可观。坦桑尼亚正致力于发展本国的热能产业,目标是在未来几年内发电200兆瓦。尽管国家上网电价补贴计划已结束,但地热项目仍可申请国际钻探风险缓解资金,而且该国拥有清晰(尽管非地热专用)的许可制度。
埃塞俄比亚相对丰富的地热资源与独特的电气化目标使得该国成为重要的增长潜力点。凭借风险缓解资金和相对清晰的许可结构,该国具备长期发展潜力。但埃塞俄比亚的地区安全风险可能会对这一项目构成挑战。
3. 土耳其
与肯尼亚类似,土耳其是区域地热能发展的领军国家。该国已安装约1.7千兆瓦水热发电容量,并设定了新增地热发电的宏大目标。然而,地热能仅占全国电力结构的一小部分。土耳其还拥有一个异常强大的政策框架,包括根据《可再生能源法》授权的15年上网电价补贴,以及土耳其发展与投资银行提出的钻探风险分担机制。该国的《地热资源与天然矿泉水法》专门设计了针对地热资源的许可证制度。
随着土耳其日益成长为欧洲清洁技术的制造中心,该国正在逐步将地热能项目的相关设备生产活动转移到国内,包括涡轮机、发电机和蒸汽注入器。这可能为其他地热资源丰富的国家(如印度尼西亚、肯尼亚和墨西哥)吸引高附加值产业提供发展模板。与墨西哥类似,土耳其的干热岩资源分布在关键城市和工业区周边,如伊斯坦布尔、伊兹密尔、开塞利和加济安泰普。除这些有利指标外,土耳其的闭环地热系统也已进入初步调查阶段。
4. 北非和海湾地区
北非国家(如埃及和摩洛哥)仍面临着长期的发展问题,而海湾国家(如沙特阿拉伯)则拥有优越的指标。摩洛哥是当地的制造业中心,电力供应高度依赖燃料进口。除可再生能源产能持续增长外,该国在梅克内斯、菲斯和乌季达附近还拥有丰富的干热岩地热资源——尽管目前该国仍没有相关的商业开发计划。埃及对石油和天然气的依赖更为严重,但考虑到该国的投资环境,这一前景仍不乐观。
然而,红海对岸的沙特阿拉伯已开始探索本国丰富的地热资源。该国西部地区的地热资源主要分布于热干岩层,与吉达、麦地那和延布等关键城市高度重叠,其中延布是沙特新兴的工业中心;此外,利雅得附近也存在额外的地热资源。尽管该国目前缺乏补贴或监管制度,但其世界闻名的石油产业和工业、不断增长的数据需求以及主权财富基金的投入为长期多元化发展提供了前景。阿联酋的地热资源并不突出,但该国在石油和天然气开发方面拥有类似的情况,且数据需求旺盛。
(六)亚洲和大洋洲
过去十年间,亚洲已成为地热能开发的首要地区,占全球装机容量的40%以上,且规划投资项目储备充足。印度尼西亚和菲律宾是下一代地热能应用的关键国家,两国均拥有成熟的地热产业、市场补贴、风险缓解机制及简化的监管框架。日本和越南拥有丰富的资源、明确的市场激励措施、针对私营开发商的许可制度,以及来自科技行业的显著需求信号。印度、澳大利亚、马来西亚和泰国等国家也都在探索本国的地热潜力。这些国家共同构成该地区下一代地热潜力的重要组成部分。
1.印度尼西亚
印度尼西亚是下一代地热发电的核心领跑者,过去二十年间,印度尼西亚已向电网并网2千兆瓦的地热发电容量。在2025年至2034年的投资计划中,印尼国有电力公司宣布了新的发展目标,即在未来十年内新增5.1千兆瓦的装机容量,其中4.5千兆瓦将由私人投资者负责开发。印尼地热能的蓬勃发展得益于国内市场支持和政策监管,并得到了多边发展银行的资金支持。2022年,印尼重新调整了上网电价补贴机制,预计能够略微提高地热发电企业的补贴额度。此外,印尼官方还管理着多个基金,以缓解钻探风险。
虽然印尼的地理条件却不甚理想——几乎所有传统地热资源都分布在爪哇岛和苏门答腊岛,但印尼的地热发展前景依然光明:更广泛的资源潜力与数据中心的电力需求及产业回流趋势相结合,为该国地热资源的进一步开发奠定了基础。
2. 菲律宾
与印度尼西亚类似,菲律宾是地热能领域的关键领导者,到2024年,该国的装机容量约为2千兆瓦。然而,与位于“火环”地带的邻国不同,菲律宾的年度装机容量增长自2010年代初以来就陷入停滞。之所以如此,主要是因为地质勘探带来的财务负担。为缓解财务压力,应对地质方面的不确定性,菲律宾启动了一系列绿色能源拍卖(GEA),并配套实施了上网电价补贴及其他优惠电价结构,以刺激针对地热的投资。然而,2025年举行的最新一轮拍卖仅成功吸引到31兆瓦的投标,远低于100兆瓦的目标。
为重振地热行业,菲律宾能源部宣布了新的财务激励措施,包括与亚洲开发银行合作设立的2.5亿美元基金。能源部还正在对地热站点进行额外的资源评估,以评估当地的地质属性,为私人开发商提供参考。
3. 日本
日本的地热行业增长在过去十年中停滞不前。2024年,日本地热装机容量为460兆瓦,较2000年的533兆瓦有所下降。然而,日本政府自2012年起通过可再生能源固定电价政策持续支持地热行业的发展。此外,日本还会提供充分的风险分摊机制。相关的监管制度较为宽松,生产许可由地方层面负责审批,勘探也无需专门申请许可证。
4. 澳大利亚
尽管澳大利亚缺乏水热资源,没有地热发电装机容量,但其干热岩资源分布在关键城市和工业区附近,且所有地区均已具备输电接入条件。这些因素能够为地热等清洁可靠能源创造长期发展机会。澳大利亚地热资源开发面临的主要困难在政策层面,目前缺乏足够的激励措施。最近,相关机构在南澳大利亚阿德莱德附近两个地点完成了EGS的可行性研究,证实了当地存在显著的热能潜力。
5. 越南
越南目前没有运营中的地热发电站,但开发商已宣布准备兴建多个大型项目,政府正在简化法规流程,同时辅以更强有力的激励措施。2024年越南立法允许外资全资兴建数据中心,预计此举将吸引全球大型运营商进入越南市场。
6. 马来西亚、泰国和印度
尽管马来西亚、泰国和印度的总地热发电容量仅为0.3兆瓦,但这三个国家都有潜力发展下一代地热系统。马来西亚的干热岩资源潜力位列第三,而泰国最高的热梯度分布在曼谷和芭堤雅等大型能源需求集群附近。两国目前高度依赖煤炭和天然气发电,并已宣布准备建设大规模数据中心,因此,两国在未来几十年当中对清洁稳定电源有着迫切的需求。
印度正在制定国内地热发展战略。新可再生能源部于2024年8月成立了“印度地热能开发工作组”,旨在审查《印度地热能发展框架》并就全球地热技术现状与私营部门开展咨询。这些成果将为新可再生能源部的地热政策指导及后续立法提供依据。印度国有石油、天然气和煤炭企业目前正在推进该国首批两个地热能试点项目。
海外合作最佳模式
地热系统至少需要十年才能在全球范围内开始普及。因此,现有的政策框架可以在短期内支持现有水热系统的持续发展,并在下一代系统(如ESG和闭环地热系统)普及后纳入这些新技术。为此,美国应优先与“电力大国”(如肯尼亚和墨西哥)展开合作,并在下一代系统实现商业化后,协助“跟随国”完善其本国的政策框架,以吸引并孵化下一代地热系统。
新一代地热技术的扩散可借鉴石油、天然气的海外投资模式。这些模式大致分为三类:建设-拥有-运营(BOO)、建设-运营-转让(BOT)和技术许可。
为此,卡内基基金会建议美国政府:
协调国内政策以最大化地利用地热潜力:出台政策支持与监管框架,明确发展意图并将地热能纳入现有政府战略,与地热能领军国家建立合作伙伴关系。
构建全球合作伙伴关系并实现知识共享:扩大国际能源署地热平台,加强供应链韧性,提升层级对话。
为下一代地热能开发提供多边融资:通过世界银行能源部门管理援助计划启动新的全球地热发展计划,推动建设风险分担机制,招揽更多资助者。
加强美国政府海外地热投资战略:在早期阶段给予支持,增加新的风险分摊机制,推进地热外交,将地热能纳入现有双边和多边能源、经济及安全合作框架之中。
原文标题《“美国已经有了打赢对华能源战的秘密武器”?》,文章转自公众号“欧亚系统科学研究会”。
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