海外地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及中國能源企業(yè)潛在機(jī)會(huì)

 當(dāng)前，全球能源轉(zhuǎn)型正處于歷史的“十字路口”，世界能源格局重塑加快，氣候變化、油價(jià)波動(dòng)、俄烏沖突、歐洲“氣荒”等事件推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)。綠色、低碳、高效、可再生是未來能源利用發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是世界各國合理應(yīng)對(duì)氣候變化、加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和保障能源安全的必然選擇。地?zé)岚l(fā)電作為一種可再生的清潔新能源，迎來了發(fā)展的黃金機(jī)遇期，同時(shí)也給各大能源企業(yè)帶來了發(fā)展新契機(jī)。

 1全球地?zé)豳Y源分布

 地?zé)崮軄碓从诘厍蛏钐幦廴趲r漿和放射性物質(zhì)的衰變，是一種可再生能源。據(jù)估算，地球內(nèi)部的地?zé)峥偭考s等于地球煤炭總儲(chǔ)量的1.7億倍。每年從地表散失的地?zé)崮芰浚喈?dāng)于燃燒150億噸原油所產(chǎn)生的熱量，可見地?zé)衢_發(fā)前景廣闊。

 從分布區(qū)域位置來看，全球地?zé)釒Т笾驴煞譃榄h(huán)太平洋地?zé)釒А⒌刂泻！柴R拉雅地?zé)釒А⒓t?！獊喍场獤|非裂谷地?zé)釒Ш痛笪餮笾屑沟責(zé)釒1-2]。全球高溫地?zé)釒Х植荚谝陨?個(gè)環(huán)球地?zé)釒?，在板?nèi)等構(gòu)造單元中分布有中低溫地?zé)豳Y源。目前，全球已投入開發(fā)利用的高溫地?zé)崽锎蟛糠治挥诃h(huán)太平洋地?zé)釒А?br />
 2海外地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

 2.1產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

 2015—2021年，全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)總?cè)萘吭鲩L近29%，其中土耳其、印度尼西亞和肯尼亞地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)的增長尤為迅猛，3個(gè)國家新增的地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量分別為1141，1096，599MW。

 2021年，在全球新冠疫情沖擊下，地?zé)岚l(fā)電增長勢(shì)頭受到一定程度影響。據(jù)ThinkGeoEnergy統(tǒng)計(jì)，2021年全球新增地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)合計(jì)205MW。截至2021年底，全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)15.8GW，其中，美國地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量居世界首位（3.7GW），其后依次是印度尼西亞、菲律賓、土耳其和新西蘭，地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)排名前10的國家裝機(jī)總量占比超過了全球裝機(jī)總量的90%（見圖1）。

 2技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

 地?zé)岚l(fā)電技術(shù)是當(dāng)前最主要的地?zé)嵫芯款I(lǐng)域之一?，F(xiàn)階段地?zé)岚l(fā)電模式主要包括以下3類：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(kuò)容式蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、適用于中低溫?zé)崽锏碾p工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。其中擴(kuò)容式蒸汽發(fā)電系統(tǒng)是地?zé)岚l(fā)電的主力，約占地?zé)岚l(fā)電市場(chǎng)的57%。

 2.2.1干蒸汽發(fā)電技術(shù)

 地?zé)衢_發(fā)過程中經(jīng)地表噴出的無水純蒸汽稱為干蒸汽。干蒸汽發(fā)電過程中蒸汽從井口被直接傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，主要有凝氣發(fā)電和背壓發(fā)電2類工藝系統(tǒng)。

 2.2.2閃蒸/擴(kuò)容式發(fā)電技術(shù)

 閃蒸發(fā)電技術(shù)又稱擴(kuò)容式發(fā)電技術(shù)，地?zé)崃黧w首先被送入密閉的閃蒸器或擴(kuò)容器，通過抽氣降壓使地?zé)崃黧w迅速蒸發(fā)，體積急劇增大，進(jìn)而產(chǎn)生大量蒸汽，通過分離器分離出的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。

 2.2.3雙工質(zhì)循環(huán)發(fā)電技術(shù)

 目前，世界在運(yùn)營的地?zé)犭p工質(zhì)循環(huán)發(fā)電機(jī)組已有約250個(gè)，覆蓋超過15個(gè)國家，發(fā)電量已達(dá)700MW以上。有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）發(fā)電技術(shù)是以低沸點(diǎn)有機(jī)物為循環(huán)工質(zhì)，是目前應(yīng)用最為廣泛的雙工質(zhì)循環(huán)發(fā)電技術(shù)。卡琳娜循環(huán)以O(shè)RC技術(shù)為基礎(chǔ)加以改進(jìn)，其循環(huán)工質(zhì)為氨和水的混合物，發(fā)電效率明顯高于ORC?？漳妊h(huán)最大特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)變溫蒸發(fā)，導(dǎo)致混合物的沸點(diǎn)增加。

 2.2.4聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)

 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是指同時(shí)采用地?zé)崴l(fā)電和蒸汽發(fā)電2種發(fā)電系統(tǒng)，適用于溫度大于150℃的地?zé)崃黧w發(fā)電。其主要優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)經(jīng)過一次發(fā)電后的高溫流體進(jìn)行二次做功，最大限度利用了地?zé)崃黧w的熱能，既能提高發(fā)電效率，又大幅節(jié)約了地?zé)豳Y源，具有較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

 3海外地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

 3.1潛力分析及前景預(yù)測(cè)

 隨著地?zé)岚l(fā)電技術(shù)的發(fā)展成熟，阿根廷、澳大利亞、加拿大、厄瓜多爾、希臘、伊朗等國將在其能源結(jié)構(gòu)中增加地?zé)岚l(fā)電。此外，東非裂谷帶周邊的一些非洲國家，如坦桑尼亞、盧旺達(dá)、烏干達(dá)和馬拉維等國正在進(jìn)行地?zé)峥碧絒3]。未來15~20年，地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)將會(huì)迎來更加廣闊的發(fā)展空間，全球地?zé)岚l(fā)電能力預(yù)計(jì)將達(dá)到28GW。

 3.2競爭分析

 在非化石能源發(fā)展步伐加快之際，可再生能源與化石能源之間不可避免會(huì)出現(xiàn)替代，相互之間的競爭客觀存在。與風(fēng)能、太陽能等相比，地?zé)崮懿皇芗竟?jié)、氣候以及晝夜更替等外部環(huán)境影響，是一種分布廣、儲(chǔ)量大、可再生的清潔環(huán)保能源。地?zé)岚l(fā)電能量利用系數(shù)高，對(duì)環(huán)境影響相對(duì)較小，后期運(yùn)行成本低。地?zé)岚l(fā)電的機(jī)組利用率（容量因子）在0.7以上，約是光伏發(fā)電的5倍、風(fēng)力發(fā)電的4倍。地?zé)岚l(fā)電全生命周期的CO2排放潛值均值為15.0gCO2/kWh，小于風(fēng)力發(fā)電（15.4gCO2/kWh）、光伏發(fā)電（46.0gCO2/kWh）的排放潛值。

 與火力發(fā)電相比，地?zé)岚l(fā)電勘探初期投資成本大、風(fēng)險(xiǎn)高。地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)對(duì)于地?zé)崮艿馁Y源條件要求相對(duì)較高，對(duì)于井口出水的溫度和出水量都有著較高要求，溫度越高出水量越大，建造地?zé)岚l(fā)電站效率就更高，發(fā)電能力也更強(qiáng)。以2021年底數(shù)據(jù)為例，雖然全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)總量小于太陽能發(fā)電（175GW）和風(fēng)能發(fā)電（837GW），但在地?zé)豳Y源豐富的局部地區(qū)可以發(fā)揮很大作用。

 3.3商業(yè)模式

 地?zé)岚l(fā)電商業(yè)化運(yùn)營必須綜合考慮影響成本的各類因素。與其他能源類型的發(fā)電站相比，影響地?zé)岚l(fā)電廠投資運(yùn)營成本以及最終產(chǎn)品價(jià)格的因素更為復(fù)雜。其中，地?zé)峋@采、管道鋪設(shè)、電廠設(shè)備和回灌系統(tǒng)等耗費(fèi)了地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)的大部分投資成本。在開展地?zé)犴?xiàng)目前，需要對(duì)這些影響投資運(yùn)營的重要因素進(jìn)行商業(yè)評(píng)估。

 在資源國投資地?zé)岚l(fā)電站項(xiàng)目，可以新設(shè)項(xiàng)目公司作為法律主體，在資源國開展地?zé)峥碧健㈤_發(fā)發(fā)電業(yè)務(wù)。新設(shè)項(xiàng)目公司可由中方、其他合資方及資源國共同持有，具體占股比例由投資方共同商定。商業(yè)模式方面，可根據(jù)資源獲取方式差異，采用“投資＋售電”或“購汽＋售電”模式，后者風(fēng)險(xiǎn)較低，但收益率受供汽方蒸汽價(jià)格影響。

 4重點(diǎn)國家對(duì)比分析

 4.1美國

 4.1.1產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

 目前，美國的地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繛槭澜绲谝?，其地?zé)岚l(fā)電技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。截至2021年底，美國投入運(yùn)營的地?zé)岚l(fā)電站共有93個(gè)，總裝機(jī)容量高達(dá)3.722GW。

 從美國地?zé)釡囟确植紒砜矗又莺蛢?nèi)華達(dá)州的地?zé)豳Y源溫度最高，合計(jì)占美國地?zé)岚l(fā)電總量的90%以上。價(jià)格成本上，地?zé)岚l(fā)電成本在0.059~0.101美元/kWh，預(yù)計(jì)到2050年將降至0.042~0.077美元/kWh。

 4.1.2政策環(huán)境

 近年來，為了減少溫室氣體排放、提高可再生能源比例，美國政府密集出臺(tái)了一系列能源投資資助計(jì)劃，重點(diǎn)資助諸如太陽能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等可再生能源以及核能的高新技術(shù)研究與示范項(xiàng)目建設(shè)。2022年，美國能源部宣布計(jì)劃投資1.65億美元用于地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目，并將把美國在石油和天然氣行業(yè)積累的專業(yè)知識(shí)和先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到地?zé)崮荛_發(fā)領(lǐng)域，幫助美國擺脫化石能源的束縛。

 4.2印度尼西亞

 4.2.1產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

 印度尼西亞地?zé)豳Y源豐富，主要集中在蘇門答臘、爪哇、努沙登加拉、馬魯古群島等地區(qū)。印度尼西亞地?zé)峥們?chǔ)量約占全球的40%，可利用裝機(jī)總量為23.4GW。印度尼西亞政府對(duì)地?zé)岚l(fā)展始終持開放態(tài)度，將地?zé)嵋暈樽顑?yōu)先開發(fā)的清潔能源。

 2021年，印度尼西亞地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量新增143MW。總?cè)萘窟_(dá)2.276GW，位居世界第二位。2025年，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量7.2GW，屆時(shí)印度尼西亞將實(shí)現(xiàn)地?zé)岚l(fā)電能力和發(fā)電量全球第一。此外，印度尼西亞政府制定了到2030年地?zé)崂玫男侣肪€圖，總裝機(jī)容量將達(dá)到10GW。

 4.2.2政策環(huán)境

 為了促進(jìn)地?zé)豳Y源的開發(fā)利用，根據(jù)印度尼西亞2019年第78號(hào)政府法規(guī)和財(cái)政部2020年第96號(hào)條例，政府將向地?zé)嵬顿Y商和建設(shè)企業(yè)提供多種扶持政策，包括：為地?zé)衢_發(fā)商提供融資便利；減免地?zé)犴?xiàng)目建設(shè)所需的材料、工具和機(jī)械設(shè)備的進(jìn)口稅，并給予通關(guān)便利；將削減的部分燃油補(bǔ)貼用于地?zé)岙a(chǎn)業(yè)等可再生能源項(xiàng)目；減免地?zé)犴?xiàng)目凈利所得稅的30%和外資支付紅利所得稅的10%等。受政策支持吸引，來自日本、中國等多個(gè)國家的公司在印度尼西亞開展投資運(yùn)營，從事油氣勘探開發(fā)的國際油公司和服務(wù)公司也相繼向地?zé)嵝袠I(yè)延伸或轉(zhuǎn)型。

 4.3土耳其

 4.3.1產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

 土耳其地處地中海—喜馬拉雅高溫地?zé)釒?，中高溫地?zé)豳Y源豐富，是地?zé)岚l(fā)電增長最快的國家之一。2021年土耳其地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量達(dá)1.71GW，建成的地?zé)岚l(fā)電站共55個(gè)，主要以中高溫地?zé)岚l(fā)電為主，大多數(shù)采用雙工質(zhì)循環(huán)發(fā)電技術(shù)。經(jīng)土耳其地?zé)釁f(xié)會(huì)計(jì)算，水熱型地?zé)峥偫碚摕釢摿Γò礋醿?chǔ)深度0~4km計(jì)算）為60.0GW，總地?zé)岚l(fā)電技術(shù)潛力為4.5GW。

 4.3.2政策環(huán)境

 土耳其政府在可再生能源發(fā)電方面有著明確的政策支持。土耳其電力供需缺口較大，大約70%的電力需求依賴進(jìn)口，為此，土耳其政府制定了“2023目標(biāo)”，明確提出“到2023年可再生能源發(fā)電占供電總量的30%，其中地?zé)岚l(fā)電的目標(biāo)需達(dá)到1500MW”的發(fā)展目標(biāo)。為順利實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，土耳其加大了可再生能源發(fā)電的支持力度，政府相繼出臺(tái)了一系列《電力市場(chǎng)法案》《可再生能源發(fā)電法案》等鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電的政策法規(guī)，使地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)擁有了良好的外部發(fā)展環(huán)境和競爭優(yōu)勢(shì)，私營企業(yè)開始不斷涌入地?zé)岚l(fā)電市場(chǎng)，極大地促進(jìn)了地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。土耳其政府及金融機(jī)構(gòu)對(duì)可再生能源發(fā)展及發(fā)電應(yīng)用給予了積極的政策支持和資金扶持，為可再生能源發(fā)展提供了良好的資金保障。

 4.4肯尼亞

 4.4.1產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

 肯尼亞是全球地?zé)岚l(fā)電發(fā)展速度最快的國家之一，也是非洲地?zé)岚l(fā)電最多的國家。截至2021年底，肯尼亞總裝機(jī)容量達(dá)861MW，擁有14個(gè)高溫地?zé)釁^(qū)，地?zé)岚l(fā)電資源潛力約10GW，肯尼亞計(jì)劃將地?zé)岽蛟斐稍搰畲蟮那鍧嵞茉矗岢隽说?030年地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到5GW的發(fā)展目標(biāo)。

 4.4.2政策環(huán)境

 根據(jù)肯尼亞政府頒布的《2030年遠(yuǎn)景規(guī)劃》，明確將大力發(fā)展地?zé)岚l(fā)電作為“低成本電力發(fā)展計(jì)劃”的發(fā)展方向?？夏醽喺С止膭?lì)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的具體舉措包括：制定上網(wǎng)電價(jià)政策，2008年肯尼亞政府頒布了上網(wǎng)電價(jià)政策，并于2010年和2012年進(jìn)行了2次修訂，明確了各類可再生能源發(fā)電項(xiàng)目的政府指導(dǎo)電價(jià)，一定程度上使投資者的收益得到保障；大力發(fā)展以蒸汽供應(yīng)協(xié)議（SSA）＋購電協(xié)議（PPA）模式為代表的低風(fēng)險(xiǎn)地?zé)犭娬窘ㄔO(shè)模式；減免關(guān)稅，用于地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的進(jìn)口貨物一律免除關(guān)稅；鼓勵(lì)外商投資，允許國際投資者將其合法收入自由轉(zhuǎn)移到其他國家地區(qū)并可持有外幣。在肯尼亞投資地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目符合其國家發(fā)展規(guī)劃，政策環(huán)境較為有利[4]。

 4.5冰島

 4.5.1產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

 冰島著名的高溫地?zé)崽锒挤植荚谛禄鹕綆?nèi)，是大西洋中脊地?zé)釒У年懮现黧w部分，熱儲(chǔ)溫度范圍200~250℃。

 冰島水能資源極其豐富，枯水期短，水電占全國發(fā)電總量的70%以上。考慮到能源安全，以及氣候變化加劇冰川融化給水能資源帶來的較大影響，冰島很早就開始布局地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)，并在實(shí)踐中不斷攻克地?zé)岚l(fā)電所遇到的高溫、酸腐蝕、硫化氫氣體處理等技術(shù)難題，地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷發(fā)展壯大。截至2021年底，冰島地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)755MW。

 冰島可用于建設(shè)地?zé)岚l(fā)電站的資源充裕，地?zé)岚l(fā)電成本較低。目前受限于本地電力負(fù)荷，地?zé)岚l(fā)電沒有得到充分開發(fā)，冰島正考慮進(jìn)一步擴(kuò)大本國鋁業(yè)規(guī)模，以促進(jìn)島內(nèi)地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

 4.5.2政策環(huán)境

 冰島政府先后出臺(tái)了《自然保護(hù)法》《環(huán)境影響評(píng)估法》《能源法》等一系列促進(jìn)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策法規(guī)。20世紀(jì)60年代后期，冰島政府為鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行地?zé)衢_發(fā)，將電力基金和地?zé)峄鸷喜ⅲ闪⒘四茉椿?。該基金已向地?zé)峥碧胶烷_發(fā)公司提供了大量貸款，如果鉆探未能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，貸款可轉(zhuǎn)換為贈(zèng)款。這種“政府買單”式舉措很大程度上降低了投資方的顧慮，促進(jìn)了地?zé)豳Y源的開發(fā)利用。

 5啟示與建議

 對(duì)于中國能源企業(yè)來說，應(yīng)切實(shí)轉(zhuǎn)變地?zé)衢_發(fā)利用的觀念，高度重視地?zé)豳Y源的開發(fā)利用，牢牢抓住地?zé)岚l(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期，積極拓展地?zé)岙a(chǎn)業(yè)布局。要為長遠(yuǎn)能源轉(zhuǎn)型提前做好準(zhǔn)備，在能源轉(zhuǎn)型接替上起到示范引領(lǐng)作用。

 1）可用于地?zé)岚l(fā)電的高溫資源分布區(qū)域常與太陽能、風(fēng)力等資源分布呈區(qū)域疊加態(tài)勢(shì)，為地?zé)崤c其他可再生能源互補(bǔ)綜合利用和協(xié)同發(fā)展提供了難得的條件。未來應(yīng)充分發(fā)揮地?zé)岚l(fā)電與風(fēng)能、太陽能開發(fā)的協(xié)同效應(yīng)，聯(lián)合調(diào)度、多能互補(bǔ)，充分發(fā)揮各自能種的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)，可持續(xù)發(fā)展。

 2）中國能源企業(yè)應(yīng)在國家“一帶一路”倡議背景下，優(yōu)選地?zé)豳Y源豐富、國家雙邊關(guān)系和諧、電力需求大、地?zé)岚l(fā)電支持政策多，并有已建成投運(yùn)項(xiàng)目的國家來開展工作。優(yōu)先考慮印度尼西亞、土耳其、肯尼亞等國家，通過整合當(dāng)?shù)刭Y源，與各國國家能源局、企業(yè)等建立互信共贏良好關(guān)系，篩選有利的地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目開展投資建設(shè)。

 3）地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展離不開政策和資金支持。政府的扶持政策對(duì)地?zé)崮墚a(chǎn)業(yè)的有序、健康和快速發(fā)展起到顯著的推進(jìn)作用。中國能源企業(yè)應(yīng)積極抓好國內(nèi)外地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)政策紅利，做好頂層設(shè)計(jì)和整體布局，指導(dǎo)促進(jìn)下屬專業(yè)化公司快速推進(jìn)合作共贏的地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目。

 4）科技研發(fā)在地?zé)岚l(fā)電中起到至關(guān)重要的作用，要重視加強(qiáng)地?zé)峥萍碱I(lǐng)域的國際交流與合作。雖然這些年地?zé)衢_發(fā)利用技術(shù)取得顯著進(jìn)步，但仍有很多技術(shù)瓶頸和挑戰(zhàn)未得到有效解決。中國能源企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)國際地?zé)峥萍己献髋c交流，推動(dòng)地?zé)峥茖W(xué)技術(shù)進(jìn)步和“地?zé)幔睒I(yè)務(wù)規(guī)?；l(fā)展。