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2018年全球地热能开发市场现状及发展趋势分析 进行梯级利用全面提升市场竞争力

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 2019-09-04 12:39:58  来源:前瞻产业研究院 E2478G0

地热能是可再生资源

地热能(Geothermal Energy)是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃,而在80至100公英里的深度处,温度会降至650至1200℃。

透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。地热能是可再生资源。

全球地热资源丰富,可满足人类数十万年的能源需求

全球地热资源丰富,可满足人类数十万年的能源需求。据估算,全球5000米以内地热资源量约约14.5×10^22KJ,折合4900万亿吨标准煤,按世界年消费80亿吨左右标准煤计算,可满足人类数十万年的能源需求。在能源消费结构中,地热利用每提高1个百分点,相当于替代标准煤3750万吨,减排二氧化碳约9400万吨。

就全球来说,地热资源的分布是不平衡的。明显的地温梯度每千米深度大于30℃的地热异常区,主要分布在板块生长、开裂-大洋扩张脊和板块碰撞、衰亡-消减带部位。环球性的地热带主要有以下4个:

(1)环太平洋地热带——是世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界。世界许多著名的地热田,如美国的盖瑟尔斯、长谷、罗斯福,墨西哥的塞罗、普列托,新西兰的怀腊开,中国的台湾马槽,日本的松川、大岳等均在这一带。

(2)地中海-喜马拉雅地热带——是欧亚板块与非洲板块和印度板块的碰撞边界。世界第一座地热发电站意大利的拉德瑞罗地热田就位于此。中国的西藏羊八井及云南腾冲地热田也在此处。

(3)大西洋中脊地热带——是大西洋海洋板块开裂部位。冰岛的克拉弗拉、纳马菲亚尔和亚速尔群岛等一些地热田就位于此。

(4)红海-亚丁湾-东非裂谷地热带———包括吉布提、埃塞俄比亚、肯尼亚等国的地热田。

除了在板块边界部位形成地壳高热流区而出现高温地热田外,在板块内部靠近板块边界部位,在一定地质条件下也可形成相对的高热流区,如中国东部的胶、辽半岛,华北平原及东南沿海等地。

图表2:全球著名的4个环球地热带情况

地源热泵兴起,地热能直接利用加快

地热能的开发利用可分为发电和非发电两个方面。高温地热资源(150℃以上)主要用于发电;中温(90-150℃)和低温(25-90℃)的地热资源以直接利用为主,多用于采暖、干燥、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及人民的日常生活等方面;对于25℃以下的浅层地温,可利用地源热泵进行供暖、制冷。随着近年来地源热泵的兴起,各国加快了地热的直接利用。具体如下:

图表3:全球地热直接利用现状分析

地热发电累计装机容量稳步提升,能源装机容易比重还很小

2009年以来,全球地热发电累计装机容量逐年增长趋势,但占可再生能源的比例仍然非常小。2009年,全球地热发电累计装机容量为9.77GW,至2018年增长至13.28GW,占全球再生能源装机容量的1.07%(不包括水电)。

图表4:2009-2018年全球地热发电累计装机容量及变化趋势(单位:GW)

美国、印度尼西亚、菲律宾领先应用

从全球地热发电累计装机容量区域来看,位于TOP5的国家分别为美国、印度尼西亚、菲律宾、土耳其、新西兰,2018年底地热发电累计装机容量分别为3491MW、1946MW、1944MW、1283MW、966MW,TOP5国家占全球地热发电总装机量的72.53%。

 图表5:截至2018年底全球地热发电累计装机容量TOP5国家(单位:MW)

全球地热能开发利用趋势分析

——地热发电技术,向更深层探索大地热能

地热发电是地热能最高的利用形式,是一种新能源整体实力的体现。但目前的地热发电,依旧受资源条件和开发水平的限制,尤其是中国,能够进行高温地热发电的浅层区域并不多,这需要极佳的地热资源品位,而更多的地热能蕴藏在几千米深处的干热岩中,深层的干热岩储量很大,但开采成本相对较高。

干热岩发电技术可大幅降低环境污染的影响,且不受季节、气候制约,其发电的成本仅为风力发电的一半,只有太阳能发电的十分之一,如果能有开采技术上的突破,唤醒沉睡的宝藏,将使地热能在新能源市场上的竞争力大幅度提升。

地热供暖推广,集中供暖+冷热站

地热供暖目前大部分是小规模的地热井温泉小区供暖以及一些零散的地源热泵系统运作。要想提升竞争力,进行大型集中供暖是地热能供暖发展的必然趋势,同时也是清洁环保,替代碳排能源的市场需求的体现,与此同时,地热能集中供暖,也能提升对能源本身的高效利用,降低小片区应用造成的能源损耗。冷热站将深层的地热井供暖与浅层地源热泵制冷结合起来,不仅可以集中供暖,也可以集中制冷,不仅提高了生活的舒适度,也极大地提高能效。

地热温泉旅游,功能性+综合体

不再发展单一的温泉洗浴模式旅游开发,而是将地热温泉作为一种高级资源,进行地产式休闲开发,提高地热温泉资源的利用率,提高其休闲、养生、娱乐价值,形成多层次多角度的顺应市场需求的综合体,增殖地热温泉资源的同时,保护温泉资源。

梯级利用,综合规划

地热能与太阳能风能在利用上,区别最大的地方就是,可以根据不同温度层次,进行分层的梯级利用。高温进行地热发电后,带有中温的余水还可进行地热供暖,而供暖后的余水,还可以经过处理后输入其他管道进行梯级利用,这样使每个阶段的温度得到充分利用,既节约了资源,又提高了效率,同时也有利于多角度收益,是全面提升地热能竞争力的一个有效手段。

更多数据强参考于前瞻产业研究院发布的《中国地热能开发利用前景与投资战略规划分析报告》。

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