IEA国际能源署:2024年地热能的未来报告(英文版)

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报告共计:129页

《2024年地热能的未来报告》由国际能源署(IEA)发布,聚焦地热能这一可再生能源的发展潜力、技术创新、面临挑战及政策建议等内容。

1. 地热能现状

- 能源使用情况:2023年,全球地热能使用量达5艾焦(EJ),占全球能源需求的0.8%,主要用于发电、建筑供热制冷及工业用热等领域。美国、印尼、土耳其等是主要消费国,冰岛地热能占其最终能源消费的近一半,中国则是全球最大的地热能直接供热消费国。

- 发电情况:1904年意大利首次实现地热能发电,如今全球有30多个国家开展了地热电生产,2023年发电量近100太瓦时(TWh),占全球总发电量的0.3%。美国、印尼、土耳其等国是主要发电国,地热能在肯尼亚、冰岛等国电力供应中占比较高。全球地热发电装机容量在过去十年增长近40%,2023年达15吉瓦(GW)。

- 供热制冷情况:地热能在全球建筑供热中占比约1%,在工业用热中占比有限。地源热泵是主要的供热方式之一,在部分国家如中国、美国等得到应用,但受高投资成本等因素限制。冰岛的地热能在其区域供热中占比超90%,中国是全球最大的地热能区域供热消费国,但地热在其区域供热供应中占比较小。

2. 政策与市场环境

- 政府计划与目标:超30个国家已安装地热发电容量,22个国家将地热能纳入2030年可再生能源目标,部分国家目标雄心勃勃,但也有国家虽无明确目标但地热能也有望发展。在供热领域,仅少数国家将地热能纳入政府计划,不过一些欧盟国家已认识到其潜力并制定了相关规划。

- 激励措施:不到30个国家实施了地热能发电政策,包括风险缓解和报酬计划。风险缓解措施如钻井补助、补贴贷款和保险等,报酬计划包括固定电价、拍卖和长期合同等。地热能发电成本高于太阳能和风能,但因其可调度性,其电价也相对较高。

3. 技术创新与潜力

- 下一代地热能技术:包括增强型地热系统(EGS)和闭环地热系统(CLGS)等,可开发更深层地热能资源,技术潜力巨大。但面临资源评估困难、热交换效率提升、储层管理和环境影响等挑战,需研发和创新解决,如改进储层刺激技术、提高钻井效率、完善资源分类和监测系统等。

- 地热能技术潜力:全球下一代地热能发电技术潜力巨大,仅次于太阳能光伏,足以满足多个地区全部电力和供热需求。地热能可提供连续稳定的电力和供热,发电容量利用率高,可作为基荷能源,还能与其他可再生能源互补,提高能源系统稳定性和可靠性。

4. 石油天然气行业的作用

- 技术与经验转移:石油天然气行业可将其在地下资源理解、钻井、项目管理等方面的经验和技术转移到地热能领域,降低成本。如应用相关实践可使常规地热能系统成本降低,EGS项目成本也有望降低。

- 技能发展与人才培养:地热能与石油天然气行业技能有重叠,前者可吸引后者专业人员,但地质科学和石油工程专业入学人数下降,需加强相关教育和培训。行业、学术界和政府应合作建立学术项目和培训计划,石油天然气公司也应参与人才培养。

5. 市场潜力与投资前景

- 电力市场潜力:全球电力需求增长迅速,地热能作为清洁可调度能源,市场潜力巨大。若成本降低,到2050年下一代地热能发电可占全球电力供应的8%,美国、中国和印度是主要市场,其发展将取决于成本竞争力、政策支持和资源条件等因素。

- 供热市场潜力:供热是能源相关二氧化碳排放的主要来源之一,下一代地热能技术可提供大规模低排放供热选择。在低成本情况下,到2050年其可在全球供热市场中占据一定份额,尤其在高化石燃料和电价地区或工业热需求大的地区更具竞争力。

- 投资前景:若地热能成本大幅降低,投资将增长。预计到2035年累计投资达1万亿美元,2050年达2.5万亿美元,峰值年投资可达1400亿美元。政府、石油天然气公司和公用事业等在寻求投资机会,地热能因其可调度性也吸引了能源行业外的利益相关者。

6. 面临的挑战与政策建议

- 面临挑战

- 项目开发风险:包括资源风险和技术风险,如资源勘探失败、钻井成本高、技术不成熟等,影响投资决策和项目推进。

- 许可与行政流程复杂:许可要求严格,审批流程长,涉及部门多,工作协调困难,增加项目成本和时间。

- 环境与社会影响:项目可能影响野生动物、空气质量、地下水等,引发社区担忧和反对,影响项目进展和社会接受度。

- 缺乏技术标准:缺乏统一技术标准,增加设备成本和故障风险,影响项目安全性和可靠性。

- 劳动力短缺:行业发展需大量专业人员,但相关专业入学人数下降,培训计划有限,可能面临劳动力短缺问题。

- 政策建议

- 提升政策地位:将地热能纳入能源规划和目标,制定技术路线图,提高其在政策议程中的地位。

- 优化许可流程:简化和加速许可程序,明确责任,加强协调,数字化审查过程。

- 加强社区参与:早期透明沟通,建立利益共享机制,应对环境和社会影响担忧。

- 建立技术标准:由相关组织建立地热能特定技术标准,涵盖项目各阶段。

- 提供财政支持:实施风险缓解和报酬计划,支持项目前期开发和长期运营。

- 加强研发创新:扩大研发计划,支持技术创新和示范项目,建立研究设施。

- 培养专业人才:建立学术项目和培训计划,加强行业、学术界和政府合作,促进石油天然气行业人才转型。

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