美国能源部发布下一代地热发电“起飞”报告，称地热发电技术已显示出令人瞩目的进步，使其能够成为美国脱碳发电“关键贡献者”之一，并预期美国地热发电“最早有望在2030年实现商业起飞”。

地热一直被视为公用事业的清洁电力来源，但其开发会受到地理位置的限制。美国能源部在这份最新报告中指出，下一代地热发电利用石油和天然气行业开发的技术，从无处不在的热岩中设计“人造热储层”，而不是在特定位置寻找自然形成的热储层，从而能极大地扩展可用地热发电资源及其商业应用。

报告说，尽管下一代地热发电是一个新兴行业，但具有多项先发优势，包括利用来自油气行业的可转让技术、供应链和劳动力，从而实现快速规模化。此外，地热发电还具有清洁、稳定、可灵活调度、土地占用少等优点。

据报告介绍，试点项目显示，在钻井等技术上取得的新进展使地热发电的成本大幅降低。预计到2030年，美国地热发电行业的平均成本有望达到每兆瓦时60至70美元，并有望在2035年实现美国能源部制定的每兆瓦时45美元的目标。

1 下一代地热发电技术现状

下一代地热技术可以从无处不在的热岩中制造储层，而无需在独特的地质环境中寻找自然存在的储层。据估计，美国的传统地热资源约有40 GW，但目前被发现的地热资源仅占25%。由于需要定位独特的地质环境，美国的地热部署被限制在大约4 GW。下一代地热技术将分布在美国大部分地区的地热资源潜力扩大到5500 GW，并且不再需要寻找独特的地质环境。

下一代地热技术即将具有成本竞争力。随着近期美国在地热发电领域取得的技术突破，到2030年美国增强型地热系统（Enhanced Geothermal Systems, EGS）平均成本有望达到60~70美元/兆瓦时，到2035年接近“增强型地热攻关计划”（Enhanced Geothermal Shot）设定的45美元/兆瓦时的成本目标。

技术上的成功促进了下一代地热市场的发展势头。DOE的EGS示范项目“地热能前沿观测研究计划”（Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy, FORGE）的钻井速度在3年内提高了5倍以上，在美国的前2个大规模商业EGS试点中，每口井的开发成本从1300万美元降至500万美元以下。第一个现场规模的闭环示范项目于2022年完成，预计2028年在德国完成闭环商业试点。自2021年以来，地热市场准入不断增加，开发商筹集的资金也逐年增加。

2 通往商业规模的路径

在持续研发以追求技术突破的背景下，下一代地热发电的全面部署可以分2个阶段进行。

（1）实现腾飞。到2030年，在4~6个州总体部署约2~5 GW的下一代地热发电，需要投资200~250亿美元，才能组装出所需的验证套件，以降低地热部署的风险。以下4个关键因素有助于确保到2030年实现腾飞：①到2030年，成本降低至60~70美元/兆瓦时的全国平均平准化度电成本（Levelized Cost of Electricity, LCOE）（竞争地区为40~50美元/兆瓦时）；②为新市场进入、技术方法和地质环境进行大规模示范；③精心设计电力购买协议（Power Purchase Agreements, PPAs），体现下一代地热清洁电力的价值；④尽早并持续地参与社区活动。

（2）实现规模化。①到2050年，下一代地热发电实现商业规模（扩大到88~125 GW）需要投资2250~2500亿美元，同时利用具有可转移专业知识的数十万现有工人。②随着下一代地热产业的成熟，可能会出现新的开发人员类别、投资来源和推动部署的开发模式。

3 挑战和潜在解决方案

下一代地热产业要实现腾飞和规模化，必须克服5大挑战。

（1）过高的前期成本和风险限制了开发资金与地理范围。潜在解决方案包括：①需要从各种渠道获得50亿美元的早期开发资金，用于资助在不同地质环境中首次部署验证套件；②提供需求侧市场信号，如高价值的PPAs，激励对初始部署的投资；③通过研发投入，在地热开发活动中进行现场测试和创新；④开发新的金融产品，以降低钻井成本。

（2）感知和实际操作风险限制了开发需求与投资。潜在解决方案包括：进行战略性示范选址和早期部署的数据传播，以证明电力生产的可持续性。

（3）由联邦许可驱动的漫长且不可预测的开发生命周期。潜在解决方案包括：①在获得授权的情况下，合并和简化许可过程中的具体步骤；②进行技术变革，使流程变得更加精简；③在获得授权的情况下，集中提供地热特定许可的专门知识。

（4）现有的商业模式低估了下一代地热的潜力。潜在解决方案包括：①制定规划政策，鼓励高成本、高价值电力；②利用灵活的地热作业来获取最高价值的电力；③提供新的商品销售模式，例如，地热开发人员为多种目的提供热能。

（5）在某些情况下可能会引起社区的反对。潜在解决方案包括：①坚持长期建立的诱发地震活动和环境监测最佳实践；②尽早、频繁和透明地与社区就选址和潜在项目开发进行交流。

4 中国地质调查局地学文献中心的见解

美国能源部发布《新一代地热发电技术产业化路径》报告，重点研究规划了以深部高温地热资源为主要目标的新一代地热发电技术的产业化发展路径。中国地质调查局地学文献中心通过对该报告的解读分析，形成如下认识：
比于水热型地热资源为主的常规地热发电技术，以深部高温地热资源为主的新一代地热发电技术（即增强型地热系统和闭环地热系统）在资源分布广泛性和可供性等方面具有显著优势。美国希望通过油气行业技术和人员转移、工程示范以及市场体系建设等措施，力争在2030年前实现新一代地热发电技术的产业化部署。

二是新一代地热发电技术已显现出竞争优势，将成为确保美国清洁电力供应的主要来源。相关分析认为美国实现无碳发电还需增加700万~900万兆瓦的清洁能源发电能力。相比于易受气候影响的风能和太阳能发电，新一代地热发电技术有望在2050年前达到90万兆瓦的稳定发电能力。

三是美国计划分两个阶段实现新一代地热发电技术的产业化部署。其中，第一阶段的主要目标是在2030年前证实新一代地热发电技术在目前未探明地热资源的“绿地”场地尤其是在不同地质条件场地的工程建设能力，从而降低该技术产业化部署的技术和资源风险、突显其巨大的市场潜力。第二阶段的主要目标是在2050年前进一步提升新一代地热发电技术在可利用资源规模、成本、融资等方面的竞争力，以及进一步扩大该技术在全美的部署规模。

四是确定新一代地热行业发展面临的五方面主要挑战，分别是较高的前期成本和风险、工程部署的预期和实际作业风险、长期且无法预计的工程建设周期、现有商业模型对新一代地热技术发展潜力的低估、以及诱发地震等工程风险导致的公众反对。

原标题：美国新一代地热发电产业蓝图，能“起飞”吗？