楊永明
（能源情報研究中心）
地?zé)崮苁翘N藏在地球內(nèi)部的熱能，具有儲量大、分布廣、綠色低碳、可循環(huán)利用、穩(wěn)定可靠等特點，是一種現(xiàn)實可行且具有競爭力的清潔能源。地?zé)崮荛_發(fā)利用可減少溫室氣體排放，改善生態(tài)環(huán)境，有望成為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的新方向。
地?zé)崮苜Y源儲量豐富，分布廣泛但不均衡。國際能源署、中國科學(xué)院和中國工程院等機構(gòu)的研究報告顯示，世界地?zé)崮芑A(chǔ)資源總量為1.25×1027焦耳（折合4.27×108億噸標準煤），是當(dāng)前全球一次能源年度消費總量的二百萬倍以上（當(dāng)前全球一次能源消費總量按200億噸標準煤計算）。全球地?zé)崮苤饕性?個高溫地?zé)釒?，分別是：大西洋中脊地?zé)釒?，東非裂谷地?zé)釒?，環(huán)太平洋地?zé)釒б约暗刂泻！柴R拉雅地?zé)釒А?/p>
目前世界上已超過30個國家設(shè)定了各自的碳中和目標時間。能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型被視為經(jīng)濟脫碳的關(guān)鍵驅(qū)動力，加快能源轉(zhuǎn)型、發(fā)展清潔能源成為各國應(yīng)對氣候變化的重要選擇，多國的碳中和承諾為全球地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了契機。
我國是地?zé)豳Y源大國。近年來，在能源革命、大氣污染治理、北方清潔供暖的大背景下，地?zé)崮茉谖覈茉聪到y(tǒng)中發(fā)揮著日益重要的作用。
本文在總結(jié)全球地?zé)豳Y源開發(fā)近況基礎(chǔ)上，梳理世界多國發(fā)展地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的政策機制，并分析全球地?zé)崾袌鲈谘邪l(fā)技術(shù)、開發(fā)模式、參與主體等方面的發(fā)展動向，為地?zé)嵝袠I(yè)未來發(fā)展提供參考。
一、全球地?zé)豳Y源開發(fā)概況
按照空間分布和賦存狀態(tài)，地?zé)豳Y源可以分為淺層地?zé)豳Y源、水熱型地?zé)豳Y源、干熱巖地?zé)豳Y源。其中，水熱型地?zé)豳Y源又分為高溫和中低溫地?zé)豳Y源。不同類型地?zé)豳Y源利用可分為直接利用和發(fā)電利用兩類。
（一）地?zé)嶂苯永?br/>
地?zé)嶂苯永冒ü帷⒅评?、烘干、溫泉洗浴等。近年來，全球直接利用地?zé)崮艿膰覕?shù)量不斷增加。根據(jù)2020年世界地?zé)岽髸慕y(tǒng)計，2020年直接利用地?zé)崮艿膰?地區(qū)已從1995年的28個增至88個。
截至2020年，全球地?zé)嶂苯永谜酆涎b機容量為1.08億千瓦，較2015年增長52%，地?zé)崮芾昧繛?020887太焦/年（約合2835.8億千瓦時/年），較2015年增長72.3%。地?zé)嶂苯永醚b機容量世界排名前五的國家分別為：中國、美國、瑞典、德國、土耳其；地?zé)崮芾昧颗琶拔宓膰曳謩e為：中國、美國、瑞典、土耳其、日本。
按類別劃分，地源熱泵是全球地?zé)嶂苯永米钪饕姆绞?，地源熱泵供熱制冷，主要分布在北美、北歐和中國等地區(qū)，到2020年地?zé)崮芾昧空急燃s為58.8%。溫泉康養(yǎng)方面，包括洗浴、游泳、娛樂等，具有很高的附加值，雖然沒有政府的主動推動，卻一直在自發(fā)地迅速發(fā)展，地?zé)崮芾昧空急燃s為18%。空間供暖（其中絕大部分是區(qū)域供暖）的地?zé)崮芾昧考s占16%，主要集中在中國、冰島、土耳其、法國、德國等國。此外，溫室供暖的地?zé)崮芾昧考s占3.5%，工業(yè)應(yīng)用約占1.6%，水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘供暖約占1.3%，農(nóng)業(yè)干燥占0.4%，融雪和冷卻占0.2%，其他方面占0.2%。
國際能源署預(yù)測，到2035年、2040年，全球地?zé)嶂苯永醚b機容量將分別達到500吉瓦和650吉瓦。
我國地?zé)嶂苯永醚b機容量和直接利用量連續(xù)多年居全球首位，對地?zé)崮艿闹苯永弥饕性诠┡⒅评?、養(yǎng)殖、洗浴等方面。上世紀90年代以來，北京、天津、保定、咸陽、沈陽等城市開展中低溫地?zé)豳Y源供暖、旅游療養(yǎng)、種植養(yǎng)殖等直接利用工作。本世紀初以來，熱泵供暖（制冷）等淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用逐步加快發(fā)展。截至2019年底，我國淺層和中深層地?zé)崮芄┡ㄖ娣e超過11億平方米。
（二）地?zé)岚l(fā)電
地?zé)岚l(fā)電是地?zé)崮芾玫闹匾绞?。與其他可再生能源發(fā)電技術(shù)相比，地?zé)岚l(fā)電的機組利用率高、度電環(huán)境影響小、成本具有競爭性），且不受天氣條件的影響，可提供基荷電力。
近年來，全球地?zé)岚l(fā)電市場不斷增長。根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù)，2019年全球地?zé)岚l(fā)電量達到91.8太瓦時，同比增長3%。
在2020年疫情沖擊下，地?zé)岚l(fā)電增長受到一定影響。根據(jù)ThinkGeoEnergy數(shù)據(jù)，2020年全年全球新增地?zé)岚l(fā)電裝機容量202兆瓦，其中土耳其新增168兆瓦，貢獻了絕大部分的裝機增量。截至2020年底，全球地?zé)岚l(fā)電裝機達到15608兆瓦。其中，美國地?zé)岚l(fā)電裝機3714兆瓦，居世界首位，其次是印度尼西亞、菲律賓、土耳其和新西蘭。地?zé)岚l(fā)電裝機排名前十的國家占到全球地?zé)岚l(fā)電裝機總量的90%以上。
2015～2020年間，全球地?zé)岚l(fā)電裝機增長約27%，土耳其、印度尼西亞、肯尼亞帶動了全球地?zé)岚l(fā)電裝機的增長，上述三國新增地?zé)岚l(fā)電裝機分別為1074、998、599兆瓦。在此期間，比利時、智利、克羅地亞、洪都拉斯和匈牙利相繼進入利用地?zé)岚l(fā)電的國家之列。
雖然目前地?zé)岚l(fā)電僅占全球非水可再生能源裝機的比重約為1%，但由于機組利用率高，地?zé)岚l(fā)電貢獻了非水可再生能源發(fā)電總量的3%以上。在資源條件適合的地區(qū)，地?zé)岚l(fā)電在電力平準化成本上可以和其他可再生能源媲美。許多國家正在加快進入地?zé)崾袌?，特別是歐洲國家。以德國為例，德國已擁有37座地?zé)岚l(fā)電設(shè)施，并計劃在未來數(shù)年里新增16座地?zé)岚l(fā)電以及供熱設(shè)施。
為實現(xiàn)國際能源署可持續(xù)發(fā)展情景（SDS）的發(fā)展目標，即將全球平均溫升控制在2攝氏度以內(nèi)，到2040年，全球地?zé)岚l(fā)電裝機容量將增至82吉瓦，地?zé)岚l(fā)電量將增至553太瓦時，分別是當(dāng)前水平的5倍以上。
我國在上世紀 70 年代初建設(shè)了廣東豐順、河北懷來、江西宜春等7個中低溫地?zé)岚l(fā)電站，在1977 年建設(shè)了西藏羊八井中高溫地?zé)岚l(fā)電站。西藏羊易16兆瓦地?zé)岚l(fā)電項目作為當(dāng)時世界上海拔最高、國內(nèi)單機容量最大的地?zé)岚l(fā)電機組于2018年10月實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。“十三五”期間，國內(nèi)地?zé)岚l(fā)電新增裝機容量18.08兆瓦，占到“十三五”地?zé)嵝略鲅b機規(guī)劃的3.6%；全國在運地?zé)岚l(fā)電總裝機量為44.56兆瓦，占到規(guī)劃裝機容量的8%左右。
二、各國地?zé)岙a(chǎn)業(yè)政策機制
（一）國外發(fā)展地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的政策機制
1.完善行業(yè)管理機制
地?zé)豳Y源國多通過頒布專門的法律法規(guī)、設(shè)立相關(guān)部門等措施對地?zé)岙a(chǎn)業(yè)進行規(guī)范和指導(dǎo)，從制度上推進地?zé)豳Y源的開發(fā)利用。
冰島地?zé)岙a(chǎn)業(yè)由國家實施統(tǒng)一管理，管理機構(gòu)包括國家能源局、國家地質(zhì)勘查局和冰島能源公司。國家能源局負責(zé)地?zé)崮茉纯辈旌烷_發(fā)政策的制定；國家地質(zhì)勘查局負責(zé)為冰島政府和相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供地?zé)峥茖W(xué)利用方面的技術(shù)服務(wù)；冰島能源公司負責(zé)全國地?zé)豳Y源勘查、開發(fā)、生產(chǎn)與經(jīng)營。冰島先后出臺了一系列法律，包括《地下資源研究和利用法》《自然資源保護法》《環(huán)境影響評估法》《能源法》等，對地?zé)岙a(chǎn)業(yè)鏈進行監(jiān)督管理，保障地?zé)豳Y源勘探、開發(fā)及利用等各個環(huán)節(jié)合理、有序。
美國通過《地?zé)嵴羝ā?，將地?zé)豳Y源定義為“地?zé)嵴羝捌渌麣怏w與熱水、其他副產(chǎn)品”，確立地?zé)崮芊蓪傩?，并將地?zé)豳Y源從各州收歸聯(lián)邦內(nèi)政部統(tǒng)一管理，明確管理權(quán)責(zé)主體，以此規(guī)范地?zé)豳Y源管理、提高資源利用效率。此外，美國還通過地?zé)嶙饧s權(quán)限和權(quán)利金（資源補償費）調(diào)整兩種手段進行監(jiān)管。對地?zé)豳Y源的開發(fā)利用規(guī)定了嚴格的標準，賦予業(yè)績穩(wěn)定的項目運營企業(yè)優(yōu)先權(quán)，租約期限最長可達80年；根據(jù)項目開發(fā)情況對權(quán)利金費率進行調(diào)整，從而實現(xiàn)對運營商地?zé)犴椖康膭討B(tài)監(jiān)管。
日本2011年福島核事故后積極推廣可再生能源的政策引起部分民間企業(yè)發(fā)展地?zé)豳Y源的興趣，但由于需要投入龐大時間、金錢及人力，以及當(dāng)?shù)夭簧贉厝?jīng)營者擔(dān)心地?zé)衢_采會對溫泉資源帶來沖擊，日本地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展初期遭遇到很大困難，地方政府對地?zé)岙a(chǎn)業(yè)管理能力有限，常常陷于商業(yè)發(fā)展與地方居民權(quán)益保護的兩難之中。日本石油天然氣?金屬礦物資源機構(gòu)（JOGMEC）是進行地下資源探查、開發(fā)的獨立行政法人。該機構(gòu)于2016年成立了地?zé)豳Y源開發(fā)咨詢委員會，協(xié)助政府針對地?zé)岚l(fā)展制定法規(guī)、計劃，提供專業(yè)知識咨詢服務(wù)并促成開發(fā)商與地方政府的溝通協(xié)調(diào)，使地?zé)岚l(fā)展計劃能夠執(zhí)行得更加順暢。
菲律賓在地?zé)崮荛_發(fā)之初，除了引進地?zé)岚l(fā)展先進國家技術(shù)外，還通過總統(tǒng)令規(guī)范政府與私人公司以BOT形式合力開發(fā)地?zé)豳Y源的合約框架，包括限制地?zé)衢_發(fā)公司的外國持股額度必須在40%以下等內(nèi)容，以便管理并有效開采地?zé)豳Y源。2020年10月，菲能源部部長宣布，為使菲律賓轉(zhuǎn)向更加靈活的可持續(xù)電力系統(tǒng)，以適應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新需求，將從地?zé)犴椖块_始，逐步放開新能源領(lǐng)域外資的限制。根據(jù)菲能源部簽署的通告，外國投資者將被允許在菲律賓大型地?zé)峥碧?、開發(fā)和利用項目（投資額大于5000萬美元的項目）中擁有全部所有權(quán)。外國投資者可以通過與菲政府訂立財務(wù)和技術(shù)援助協(xié)議，并經(jīng)總統(tǒng)簽署批準后，開展大規(guī)模的自然資源勘探、開發(fā)和利用。
為了更好地管理地?zé)嵝袠I(yè)，推進地?zé)崮茉吹膽?yīng)用，印尼國企部計劃在2021年合并三家國有地?zé)峁綪T Geo Dipa Energi，PT Pertamina Geothermal Energy (PGE)和PT PLN Gas and Geothermal (PLN GG)，其中，PT Geo Dipa Energi隸屬于印尼財政部，后兩者分別是印尼第四大國企國家石油公司Pertamina和第一大國企國家電力公司PLN的子公司。根據(jù)印尼能源和礦業(yè)部數(shù)據(jù)，這三家公司合計地?zé)犭娬狙b機容量為1022.5兆瓦，占全國總裝機容量的近一半，規(guī)劃中的合資公司就裝機容量而言將成為全球最大的地?zé)崞髽I(yè)。合并將使三家公司更好地管理人力資源、合并資本和執(zhí)行政府的地?zé)嵋?guī)劃。
2.設(shè)定地?zé)岚l(fā)展目標
為促進地?zé)豳Y源開發(fā)利用，多國設(shè)定了地?zé)岚l(fā)展目標，如地?zé)岚l(fā)電裝機目標，地?zé)岚l(fā)電量目標等，或通過法案規(guī)定地?zé)岬瓤稍偕茉丛趪夷茉聪M結(jié)構(gòu)中必須占一定比例。
希臘將地?zé)崮芤暈閲夷茉唇Y(jié)構(gòu)的重要組成部分。根據(jù)希臘政府制定的2030年可再生能源發(fā)展計劃，到2030年，可再生能源在最終能源消費中的占比將達35%，屆時地?zé)岚l(fā)電裝機將達100兆瓦。
2021年1月，印尼能源和礦產(chǎn)資源部啟動了2020～2029年電力供應(yīng)商業(yè)計劃草案的制定工作。該計劃旨在到2029年，將印尼的可再生能源發(fā)電占比提升至23%，其中，地?zé)崮苄略霭l(fā)電裝機為3552兆瓦。印尼政府表示，地?zé)崮苁菍崿F(xiàn)其可再生能源目標的關(guān)鍵要素，并計劃于2021～2024年間，對其國內(nèi)20個擁有地?zé)豳Y源的地區(qū)進行勘探，包括爪哇、巴厘島、蘇門答臘、加里曼丹島等，預(yù)計這20個地區(qū)的地?zé)崮荛_發(fā)潛力約683兆瓦。
秘魯新版可再生能源發(fā)展法案圍繞該國非常規(guī)可再生能源發(fā)展計劃展開，提出將大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能和地?zé)崮?，以實現(xiàn)該國到2030年20%、到2040年50%的清潔發(fā)電最低目標。該法案強化了對地?zé)崮苜Y源的開發(fā)利用，建議在秘魯南部的阿雷基帕、莫克瓜和塔克納地區(qū)投建地?zé)崮茼椖?。秘魯政府估計南部地區(qū)地?zé)崮軡摿_4000兆瓦。預(yù)計法案生效后，地?zé)崮軐⒈徽郊{入該國非常規(guī)可再生能源發(fā)展計劃。
2021年2月，阿爾及利亞公布了新的國家地?zé)豳Y源分布圖，詳細介紹迄今發(fā)現(xiàn)的地?zé)崽锴鍐魏蜏囟葓D。阿爾及利亞可再生能源和能源效率委員會隨后在全國范圍內(nèi)確定了240～280處地?zé)崮苜Y源，并強調(diào)地?zé)崮茉趪夷茉唇Y(jié)構(gòu)中應(yīng)擁有一席之地。
3.制定經(jīng)濟激勵計劃
地?zé)豳Y源國制定了一系列經(jīng)濟激勵方案，如予以一定比例的直接補貼，采取稅收優(yōu)惠、貸款擔(dān)保等財稅政策，提供大量研發(fā)資金，以此提高地?zé)衢_發(fā)積極性。
▇ 直接財政補貼
為減輕地下探查、鉆井開發(fā)企業(yè)負擔(dān)，日本設(shè)立了補助金制度，對企業(yè)在國內(nèi)進行地?zé)豳Y源調(diào)查的調(diào)查費提供補助。對進行地?zé)豳Y源開發(fā)的公司，以最大出資50%的形式為其地?zé)豳Y源探查提供必要資金。此外，日本政府通過開發(fā)投資援助計劃，對地?zé)岚l(fā)電站的初期投資給予20%的費用補助，并計劃將補助提高至33%。
美國《地?zé)崮茉囱芯?、開發(fā)與示范法》規(guī)定，將項目土地出讓金以及相關(guān)稅收的25%交由聯(lián)邦政府作為地?zé)犴椖炕?，對在?lián)邦政府規(guī)定日期前投入運行的項目，按項目初始投資的30%提供一次性現(xiàn)金補貼。
▇ 財稅激勵機制
稅收優(yōu)惠方面。美國先后通過數(shù)個法案，開展針對地?zé)岬瓤稍偕茉吹亩愂諆?yōu)惠計劃，通過多種方式促進退稅的貨幣化。印尼政府出臺的《地?zé)岱ā芬?guī)定，免征地?zé)犴椖康膬衾枚悾?0%）和外資支付紅利所得稅（10%）。
貸款擔(dān)保方面。美國2008年通過法案明確規(guī)定，政府對于技術(shù)研發(fā)、資源評價及工業(yè)農(nóng)業(yè)應(yīng)用等地?zé)犴椖刻峁┮欢ū壤ㄗ罡?0%）的貸款擔(dān)保。冰島設(shè)立的能源基金為探索與開采地?zé)豳Y源公司提供貸款，如果開采未能產(chǎn)生預(yù)期結(jié)果，貸款可轉(zhuǎn)換為撥款。日本實行債務(wù)擔(dān)保制度，地?zé)崞髽I(yè)為鉆井、配管、發(fā)電設(shè)備費用向金融機構(gòu)融資時，由JOGMEC負責(zé)給予債務(wù)擔(dān)保。2015年日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省將地?zé)岚l(fā)電建設(shè)費用的債務(wù)擔(dān)保范圍擴大了2倍以上。
▇ 提供研發(fā)資金
世界地?zé)崮馨l(fā)展典型國家均重視科技創(chuàng)新，通過加大科研經(jīng)費投入、設(shè)立重大科技研發(fā)計劃等方式，持續(xù)推動地?zé)崮芸碧介_發(fā)利用技術(shù)攻關(guān)。
如歐盟推出的地平線2020計劃（Horizon 2020），先后資助了多個地?zé)崮苎芯宽椖浚辛Υ龠M了地?zé)崮芸碧介_發(fā)利用技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國能源部推出的地?zé)崮芮把赜^測研究計劃（FORGE），于2015年啟動，旨在建立一個地下實驗室進行增強型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）的前沿研究、鉆探和技術(shù)測試，形成一套降低工業(yè)開發(fā)風(fēng)險和促進EGS商業(yè)化的可復(fù)制方法。FORGE于2018年進入第三階段，從第一階段資助的5個候選場址中最終選擇了猶他大學(xué)的猶他場址進行資助，計劃在五年內(nèi)投入1.4億美元促進EGS前沿技術(shù)的開發(fā)、測試和突破。2021年，美國能源部宣布在FORGE計劃框架下投入4600萬美元，支持17個EGS前沿技術(shù)開發(fā)項目。
▇ 電價激勵政策
固定上網(wǎng)電價（FIT）政策根據(jù)可再生能源種類、裝機規(guī)模、發(fā)電量等因素制定了有差別的上網(wǎng)電價標準和收購期限，具有很強的針對性和可操作性，為投資者和參與者提供了穩(wěn)定的預(yù)期，極大地刺激了可再生能源發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。作為最常見的可再生能源支持機制，固定上網(wǎng)電價是多國扶持地?zé)岚l(fā)電的重要一環(huán)。
如日本規(guī)定電力公司必須以法定價格購買地?zé)嵘a(chǎn)的電能。德國《可再生能源法案》規(guī)定電網(wǎng)經(jīng)營商要優(yōu)先購買、連接和使用地?zé)岬瓤稍偕茉瓷a(chǎn)的電能，并有義務(wù)對電能供應(yīng)商進行補償?shù)取?021年初，土耳其政府公布新版可再生能源電價機制。根據(jù)新機制，土耳其地?zé)犴椖繉@得每千瓦時0.075美元的固定電價。該價格適用于從2021年7月1日至2025年12月31日投入運營的地?zé)岚l(fā)電廠。新的電價機制為土耳其地?zé)嵝袠I(yè)進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
（二）我國發(fā)展地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的政策機制
2006年我國頒布并實施《可再生能源法》，首次強調(diào)優(yōu)先推動地?zé)崮艿陌l(fā)展，之后又從應(yīng)對氣候變化、可再生能源發(fā)展、建筑節(jié)能、地源熱泵系統(tǒng)推廣應(yīng)用等方面頒布了相應(yīng)的政策法規(guī)及條例，直接或間接地推動了我國地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
作為我國首個地?zé)衢_發(fā)利用專項規(guī)劃，2017年發(fā)布的《地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》提出，“十三五”時期，新增地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e11億平方米，其中：新增淺層地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e7億平方米；新增水熱型地?zé)峁┡娣e4億平方米。新增地?zé)岚l(fā)電裝機容量500兆瓦。到2020年，地?zé)峁┡ㄖ评洌┟娣e累計達到16億平方米，地?zé)岚l(fā)電裝機容量約530兆瓦。
2021年4月，國家能源局發(fā)布《關(guān)于促進地?zé)崮荛_發(fā)利用的若干意見（征求意見稿）》。征求意見稿提出，到2025年，各地基本建立起完善規(guī)范的地?zé)崮荛_發(fā)利用管理流程，全國地?zé)崮荛_發(fā)利用信息統(tǒng)計和監(jiān)測體系基本完善，地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e比2020年增加50%，在資源條件好的地區(qū)建設(shè)一批地?zé)崮馨l(fā)電示范項目；到2035年，地?zé)崮芄┡ㄖ评洌┟娣e比2025年翻一番。
在國家政策的積極引導(dǎo)和帶動下，各省市相繼頒布了一系列地方性政策法規(guī)，內(nèi)容以推進建筑節(jié)能和促進地源熱泵的發(fā)展為主，對地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了積極推動作用。
三、全球地?zé)崾袌霭l(fā)展動向
（一）地?zé)衢_發(fā)利用技術(shù)不斷進步
目前，熱泵技術(shù)在地?zé)崂眉夹g(shù)中較為成熟，已進入商業(yè)化發(fā)展階段。國際上地?zé)崮苎芯康臒狳c是干熱巖地?zé)豳Y源開發(fā)與地?zé)岚l(fā)電技術(shù)，經(jīng)濟高效的干熱巖開發(fā)利用是地?zé)峒夹g(shù)未來重要的攻關(guān)方向之一。
▇ 熱泵技術(shù)
熱泵技術(shù)是地?zé)崂幂^為成熟的技術(shù)，目前已進入商業(yè)化發(fā)展階段。地源熱泵是陸地淺層能源通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現(xiàn)由低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移的裝置。20世紀末，地源熱泵技術(shù)設(shè)備趨于完善，歐美國家開始大力推廣地源熱泵的應(yīng)用。本世紀以來，地源熱泵得到大面積推廣應(yīng)用，國內(nèi)地源熱泵產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)出高速發(fā)展態(tài)勢。整體看，我國地源熱泵產(chǎn)業(yè)發(fā)展無論是研發(fā)還是應(yīng)用都走到世界前列，地源熱泵的從業(yè)企業(yè)已從最初的寥寥數(shù)家增加到數(shù)千家，應(yīng)用地域已從北京、沈陽等試點城市擴大到天津、河北、遼寧、江蘇、上海等眾多地區(qū)。
▇ 地?zé)岚l(fā)電技術(shù)
地?zé)岚l(fā)電技術(shù)是地?zé)峥蒲械闹饕芯款I(lǐng)域。全球地?zé)岚l(fā)電模式主要包括適用于高溫?zé)崽锏母烧羝l(fā)電系統(tǒng)、適用于中高溫?zé)崽锏臄U容式蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、適用于中低溫?zé)崽锏碾p循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其中擴容式蒸汽發(fā)電系統(tǒng)在地?zé)岚l(fā)電市場占比約57%，是地?zé)岚l(fā)電的主力。法國市場調(diào)查公司ReportLinker預(yù)計，2020～2027年間，上述三種發(fā)電系統(tǒng)的年均復(fù)合增長率將分別達到8.4%、10.6%、8.8%，到2027年，擴容式蒸汽發(fā)電系統(tǒng)仍將占據(jù)全球地?zé)岚l(fā)電市場的主要份額。
目前我國在中高溫地?zé)岚l(fā)電技術(shù)領(lǐng)域最成熟、成本最低，中低溫地?zé)岚l(fā)電技術(shù)成熟度和經(jīng)濟性還有待提高，干熱巖發(fā)電系統(tǒng)則處于研發(fā)階段。隨著中低溫地?zé)岚l(fā)電及增強型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的突破，我國地?zé)崮荛_發(fā)利用將逐步向地?zé)岚l(fā)電高端業(yè)務(wù)延伸。
▇ 干熱巖開發(fā)利用技術(shù)
干熱巖地?zé)豳Y源開發(fā)是地?zé)嵫芯康臒狳c，未來的發(fā)展方向是經(jīng)濟高效干熱巖開發(fā)利用技術(shù)。干熱巖內(nèi)部不存在或僅存在少量流體，全球探明的地?zé)豳Y源多數(shù)為干熱巖型地?zé)豳Y源。干熱巖溫度高，開發(fā)利用潛力大，應(yīng)用前景廣闊。目前涉及干熱巖的高溫鉆完井技術(shù)，以及壓裂技術(shù)、換熱和發(fā)電技術(shù)，均處于試驗階段。增強型地?zé)嵯到y(tǒng)是開發(fā)干熱巖型地?zé)豳Y源的有效手段，通過水力壓裂等儲層刺激手段將地下深部低孔、低滲巖體改造成具有較高滲透性的人工地?zé)醿?，并從中長期經(jīng)濟地采出相當(dāng)數(shù)量的熱能加以利用。隨著研究的不斷深入，增強型地?zé)嵯到y(tǒng)的概念也不僅僅局限于干熱巖內(nèi)，一些傳統(tǒng)的地?zé)醿樱鐪囟容^高的富水巖層，也可以經(jīng)過適當(dāng)?shù)母脑於纬稍鰪娦偷責(zé)嵯到y(tǒng)加以利用。
我國陸區(qū)干熱巖資源勘查已確定幾個利于開發(fā)的靶區(qū)，未來開發(fā)深部干熱巖資源無疑是我國地?zé)豳Y源開發(fā)的一項重要課題?？紤]到儲層深度大、儲層低孔低滲且賦存條件復(fù)雜等因素，儲層改造和高溫深井的鉆井完井技術(shù)依然是我國今后干熱巖開發(fā)的核心問題。
（二）地?zé)衢_發(fā)利用模式逐步轉(zhuǎn)型
梯級開發(fā)和綜合利用能夠提高地?zé)豳Y源的開發(fā)利用率和技術(shù)含量，在提升地?zé)豳Y源經(jīng)濟效益的同時帶來明顯的社會效益與環(huán)境效益。
地?zé)崮芘c太陽能風(fēng)能在開發(fā)利用上最大的區(qū)別在于，地?zé)崮茈S著溫度的變化，可以應(yīng)用到眾多領(lǐng)域（見圖9）。隨著地?zé)岚l(fā)電、供暖、熱泵等技術(shù)越來越成熟，地?zé)崂梅绞秸诎l(fā)生重大變化，由單一的發(fā)電、供暖等應(yīng)用向梯級開發(fā)、綜合利用發(fā)展。目前，地?zé)崽菁夐_發(fā)和綜合利用已成為國內(nèi)外地?zé)崮茴I(lǐng)域探索的熱點方向。
在縱向上，可以根據(jù)不同溫度層次，對地?zé)豳Y源進行分層的梯級利用，進一步拓展地?zé)豳Y源應(yīng)用領(lǐng)域。如地?zé)峁┡鸩较蚝娓珊透咝мr(nóng)業(yè)方向發(fā)展；高溫地?zé)岚l(fā)電后，中溫余水進行地?zé)峁┡?，供暖后的余水?jīng)過處理并輸入其他管道進行下一梯級利用等，從而充分、高效利用每一梯級溫度的地?zé)豳Y源。
在橫向上，地?zé)崮芘c其他能源系統(tǒng)耦合集成、一體化發(fā)展?jié)摿^大。如地?zé)崮芘c多種清潔能源互相補充的多熱源供熱系統(tǒng)，可將提取的熱量經(jīng)濟效益最大化；太陽能－地?zé)崮荞詈系責(zé)岚l(fā)電系統(tǒng)，可有效提高中低溫地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)能效；以地?zé)岚l(fā)電為主的集約化綜合利用系統(tǒng)，可實現(xiàn)采暖、制冷、熱泵和干燥等綜合利用等。
（三）新的市場參與者逐漸出現(xiàn)
大型石油公司是地?zé)嵝袠I(yè)特別重要的合作伙伴，地?zé)犴椖繛橛蜌夤咎峁┚G色轉(zhuǎn)型機遇。
地?zé)嵝袠I(yè)規(guī)模較大的開發(fā)商一般都少有跨界，大多是專注于地?zé)犷I(lǐng)域的專業(yè)化公司，目前這一市場上逐漸出現(xiàn)了新的參與者。
2020年9月，參與英國頁巖氣項目開采的油氣企業(yè)IGas Energy表示，正采取行動使其投資組合更加多元化，并與英國深海地?zé)犴椖块_發(fā)商GT Energy達成了合作協(xié)議。據(jù)IGas Energy公司透露，該公司正在將可再生能源技術(shù)加入其重點開發(fā)領(lǐng)域，其中就包括地?zé)崮芟嚓P(guān)技術(shù)。同月，油服巨頭斯倫貝謝和地?zé)崮芷髽I(yè)熱能合作伙伴組建了地?zé)崮芷髽I(yè)GeoFrame，計劃在油氣資源豐富的美國得克薩斯州開發(fā)地?zé)崮苜Y源。2021年2月，雪佛龍聯(lián)合BP宣布投資加拿大地?zé)峁救蚩蓴U展地?zé)峒夹g(shù)領(lǐng)先公司Eavor。這是BP首次投資地?zé)幔茄┓瘕?016年出售地?zé)豳Y產(chǎn)后再次邁入此領(lǐng)域。
此前油氣巨頭進軍可再生能源領(lǐng)域時，多選擇風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電項目，而鮮少涉足地?zé)犷I(lǐng)域，但事實上地?zé)峥碧介_發(fā)與油氣公司油氣勘探開發(fā)在原理、研究對象、工程、施工隊伍等方面十分相似，油氣公司豐富的人力物力資源、雄厚的財力，以及勘探和鉆井方面先進的技術(shù)和經(jīng)驗都對地?zé)衢_發(fā)利用非常有利。此外，大型油氣公司擁有全球運營和項目管理方面的專業(yè)知識，地?zé)犴椖靠蔀槠涮峁┦杖雭碓炊鄻踊约熬G色轉(zhuǎn)型的機會?？紤]到化石能源前景，雷斯塔能源稱，未來將會有更多跨國油氣企業(yè)進入地?zé)崾袌?，利用其現(xiàn)有技術(shù)手段開發(fā)地?zé)崮?，進而獲得新的市場增長機會。
四、幾點思考
盡管地?zé)豳Y源遍布全球，優(yōu)勢凸顯，但地?zé)崮芤獙崿F(xiàn)與太陽能、風(fēng)電等可再生能源比肩的程度，還有很長的路要走。
（一）行業(yè)發(fā)展離不開政策與資金支持
地?zé)衢_發(fā)需要地?zé)豳Y源量的調(diào)查與評價，而深入的地質(zhì)和地震研究以及勘探鉆探活動需要龐大的資金支持，同時伴隨著較大的不確定性，這就導(dǎo)致地?zé)犴椖肯噍^其他可再生能源，資金風(fēng)險更大、初期投資更高、開發(fā)企業(yè)負擔(dān)更重，因此，地?zé)崮荛_發(fā)往往需要政府的政策支持或國際機構(gòu)的融資幫助。地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展具有明顯的政府引導(dǎo)與政策引領(lǐng)特征，扶持政策對地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)的有序、健康、快速發(fā)展起到顯著的推進作用。
（二）開發(fā)利用技術(shù)問題尚未有效解決
地?zé)崮荛_發(fā)利用是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域、多行業(yè)，包括資源勘查與評價、鉆完井、儲層壓裂改造、尾水回灌、梯級利用、換熱和保溫、防腐防垢、熱泵和發(fā)電、地面工程、運行管理等技術(shù)。雖然最近幾十年間地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù)取得顯著進展，但在干熱巖資源開發(fā)、增強型地?zé)嵯到y(tǒng)應(yīng)用等方面還存在大量技術(shù)問題未得到有效解決，從天然裂縫缺失、孔隙度和滲透率均很低的深部巖石中獲取地?zé)崮艿募夹g(shù)存在巨大挑戰(zhàn)，國際上許多技術(shù)可行的項目在實踐上面臨諸多不確定性，這迫切需要技術(shù)創(chuàng)新來解決相關(guān)問題。
（三）重視地?zé)衢_發(fā)中的環(huán)境地質(zhì)風(fēng)險
從能源轉(zhuǎn)型的角度看，地?zé)崮軜O富前景，尤其在行業(yè)發(fā)展整體上升情況下，外界更多關(guān)注地?zé)崮荛_發(fā)對減少碳排放的貢獻。事實上，大規(guī)模開發(fā)地?zé)豳Y源的安全性也同樣值得關(guān)注。如何規(guī)避、降低地?zé)犴椖可a(chǎn)運行中可能出現(xiàn)的地震危險、生態(tài)破壞等風(fēng)險，是地?zé)豳Y源開發(fā)過程中必須關(guān)注的問題。地?zé)嵝袠I(yè)不僅需要強大的政策支持和資金支持、技術(shù)創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，同時也需要完善的監(jiān)管體系。為了讓地?zé)崮軕?yīng)用更安全，須做好風(fēng)險管控，加強行業(yè)監(jiān)管。只有充分地了解風(fēng)險，并加以有效監(jiān)管，地?zé)崮懿庞锌赡艹蔀榭沙掷m(xù)和安全的能源替代方案。
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