●王婷灝

隨著全球能源轉(zhuǎn)型的加速推進(jìn)，地?zé)崮軕{借其儲(chǔ)量巨大、穩(wěn)定可靠、清潔環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，成為各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的清潔能源領(lǐng)域。地?zé)豳Y源的開發(fā)深度也從淺層逐步向深層拓展。深層地?zé)崮芡ǔ３^3000米，熱能品位高，主要用于發(fā)電，被譽(yù)為“地?zé)崮艿奈磥怼?。近年來隨著新技術(shù)的發(fā)展，地?zé)岙a(chǎn)業(yè)迎來了前所未有的機(jī)遇，向資源品質(zhì)更優(yōu)、應(yīng)用范圍更廣的深層地?zé)豳Y源領(lǐng)域進(jìn)軍已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

全球地?zé)衢_發(fā)利用向“深”而行

當(dāng)前全球深層地?zé)衢_發(fā)正處于從“實(shí)驗(yàn)性探索”向“規(guī)?；瘧?yīng)用”轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段。歐美等主要國(guó)家已制定國(guó)家戰(zhàn)略，整合科研力量，開展集中攻關(guān)。技術(shù)革新主要聚焦于增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）優(yōu)化、超高溫鉆井工藝與儲(chǔ)層改造、以及多場(chǎng)景高效利用等領(lǐng)域。這些技術(shù)進(jìn)步正推動(dòng)地?zé)岚l(fā)電成本持續(xù)下降，為規(guī)?；瘧?yīng)用奠定基礎(chǔ)。

增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)是歐美地?zé)峒夹g(shù)攻關(guān)的主要方向。增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)技術(shù)通過人工干預(yù)在干熱巖中建立裂縫網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)熱能高效提取。例如，美國(guó)能源部支持的地?zé)崮芮把夭t望臺(tái)計(jì)劃（FORGE）項(xiàng)目，通過水力壓裂技術(shù)成功在猶他州花崗巖層中構(gòu)建人工熱儲(chǔ)，發(fā)電效率顯著提升。德國(guó)GeoLaB項(xiàng)目開發(fā)模塊化增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)，通過分布式光纖監(jiān)測(cè)裂縫動(dòng)態(tài)，循環(huán)效率提升至25%。然而，增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)仍面臨高溫鉆井成本高、長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性不足等挑戰(zhàn)。

深層地?zé)衢_發(fā)需突破高溫（>180攝氏度）、高硬地層鉆井、儲(chǔ)層改造等技術(shù)難題。挪威采用納米材料涂層鉆頭和超臨界二氧化碳鉆井液，提升了鉆井效率；冰島2000年啟動(dòng)的深部鉆探工程（IDDP），進(jìn)行超臨界地?zé)豳Y源的鉆探并驗(yàn)證其提高地?zé)崽锇l(fā)電能力的經(jīng)濟(jì)性。此外，在儲(chǔ)層改造方面，土耳其采用“暫堵轉(zhuǎn)向壓裂”技術(shù)，有效擴(kuò)大了熱交換面積，其地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)量在2020年新增168兆瓦，居全球首位。

地?zé)峋C合利用模式創(chuàng)新顯著提高了能源利用效率。地?zé)崽菁?jí)利用方面，土耳其將地?zé)岚l(fā)電尾水用于區(qū)域供暖和溫室種植，能源綜合利用率達(dá)85%；冰島將地?zé)岚l(fā)電尾水用于區(qū)域供暖和溫泉康養(yǎng)，顯著提高了能源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。多能互補(bǔ)方面，新西蘭將地?zé)崮芘c光伏、氫能耦合，構(gòu)建零碳工業(yè)園區(qū)；冰島率先采用了碳捕集與礦化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高效碳封存，每年固碳約5000噸。

中國(guó)石化深層地?zé)峥碧将@突破

中國(guó)石化作為國(guó)內(nèi)地?zé)犷I(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)，依托國(guó)家重大科研項(xiàng)目，在深層地?zé)峥碧?、高溫鉆井技術(shù)及綜合利用模式上取得突破，為全球深層地?zé)衢_發(fā)提供了中國(guó)方案。

依托國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)深層地?zé)峥碧酵黄啤Ｖ袊?guó)石化首次在華南地區(qū)驗(yàn)證了深層地?zé)豳Y源富集機(jī)理，建立了基于多尺度地質(zhì)建模和數(shù)值模擬技術(shù)的深層地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法、多屬性決策目標(biāo)優(yōu)選方法。

探索高溫鉆井技術(shù)，成功實(shí)施亞洲最深干熱巖科學(xué)探井項(xiàng)目。為攻克超5000米深井面臨的高溫和高硬地層技術(shù)難題，研發(fā)了抗高溫井筒工作液、混合布齒鉆頭以及軸扭耦合沖擊破巖工藝等，成功鉆探了亞洲最深地?zé)峥茖W(xué)探井——福深熱1井，井深5200米，鉆獲超過188攝氏度的高溫地?zé)豳Y源。

研發(fā)深層熱儲(chǔ)改造技術(shù)，完成干熱巖井先導(dǎo)性改造。研究了復(fù)雜縫網(wǎng)擴(kuò)展的影響因素，探索提出了基于溫差效應(yīng)和疲勞損傷效應(yīng)的干熱巖熱儲(chǔ)改造工藝方法。

我國(guó)企業(yè)應(yīng)加大深層地?zé)衢_發(fā)力度

國(guó)際能源署報(bào)告指出，中國(guó)擁有全球第二大增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)技術(shù)潛力，技術(shù)可開發(fā)的地?zé)豳Y源量占全球總量的8%。我國(guó)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)正處于技術(shù)突破的關(guān)鍵階段，地?zé)崞髽I(yè)應(yīng)通過技術(shù)深耕與產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新?lián)屨枷葯C(jī)，同時(shí)注重生態(tài)效益與長(zhǎng)期回報(bào)。未來，地?zé)岚l(fā)電和區(qū)域供暖將成為主要增長(zhǎng)點(diǎn)。

重點(diǎn)布局深層地?zé)衢_發(fā)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。針對(duì)深部熱儲(chǔ)高精度探測(cè)、EGS循環(huán)效率、規(guī)?；瘍?chǔ)層改造等方面開展技術(shù)攻關(guān)，形成適用于我國(guó)的深層地?zé)峥碧介_發(fā)技術(shù)體系。

不斷探索產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新研發(fā)實(shí)現(xiàn)核心裝備國(guó)產(chǎn)化?，F(xiàn)有高溫鉆井裝備依賴進(jìn)口，可設(shè)立專項(xiàng)資金研發(fā)耐300攝氏度井下工具、高溫測(cè)井儀、耐蝕合金等“卡脖子”材料，支撐產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)協(xié)同與國(guó)際合作加速行業(yè)規(guī)?；l(fā)展。產(chǎn)學(xué)研融合，企業(yè)、高校及科研院所聯(lián)合攻關(guān)地?zé)峥碧?、高溫鉆井、儲(chǔ)層監(jiān)測(cè)等共性技術(shù)。加強(qiáng)與“一帶一路”沿線國(guó)家合作，為印尼、肯尼亞等國(guó)家提供“勘探—開發(fā)—運(yùn)維”一體化解決方案，獲取海外地?zé)豳Y源開發(fā)權(quán)益。提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主導(dǎo)制定《干熱巖資源評(píng)價(jià)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)》《EGS電站設(shè)計(jì)規(guī)范》，提升國(guó)際話語權(quán)。

深層地?zé)衢_發(fā)既是能源革命的“關(guān)鍵一躍”，也是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的戰(zhàn)略抓手。未來我國(guó)需以關(guān)鍵技術(shù)自主化為核心，以政策市場(chǎng)雙輪驅(qū)動(dòng)為支撐，以全球合作為拓展方向，推動(dòng)地?zé)釓妮o助能源升級(jí)為主力清潔能源。隨著技術(shù)迭代與政策協(xié)同，我國(guó)有望從“地?zé)岽髧?guó)”邁向“地?zé)釓?qiáng)國(guó)”，為全球能源低碳轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。

（作者單位：中國(guó)石化新星公司）

2024年地?zé)岚l(fā)電排名前十國(guó)家一覽

地?zé)崮苎芯繖C(jī)構(gòu)ThinkGeoEnergy近日發(fā)布了2024年全球十大地?zé)岚l(fā)電國(guó)家的裝機(jī)容量排名。從整體趨勢(shì)看，全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，變革性技術(shù)不斷涌現(xiàn)。2024年全球地?zé)岚l(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到16873兆瓦，有35個(gè)國(guó)家利用地?zé)崮馨l(fā)電，新增14個(gè)地?zé)犭姀S。

截至2024年底，十大地?zé)岚l(fā)電國(guó)家裝機(jī)容量如下：

第一，美國(guó)：3937兆瓦。在深度鉆探技術(shù)的不斷創(chuàng)新下，美國(guó)已取得了一系列重大突破，在地?zé)嵫b機(jī)容量方面繼續(xù)保持全球領(lǐng)先。

第二，印度尼西亞：2653兆瓦。印尼新增數(shù)據(jù)中包括了索里克馬拉皮五號(hào)機(jī)組、薩拉克和拉漢東地?zé)岚l(fā)電擴(kuò)建項(xiàng)目的產(chǎn)能。這些項(xiàng)目的成功運(yùn)營(yíng)進(jìn)一步鞏固了印尼作為全球地?zé)岚l(fā)電大國(guó)的地位。

第三，菲律賓：1984兆瓦。蒂維、帕拉揚(yáng)和比里蘭地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目的新增產(chǎn)能推動(dòng)了菲律賓地?zé)岚l(fā)電總裝機(jī)容量的增長(zhǎng)。

第四，土耳其：1734兆瓦。土耳其的地?zé)岚l(fā)電能力增長(zhǎng)顯著，主要得益于格林埃科7號(hào)、開放山T-01和赫茲莫拉利等地?zé)嵝码姀S的投入運(yùn)營(yíng)。

第五，新西蘭：1207兆瓦。2024年投入運(yùn)營(yíng)的陶哈拉二期地?zé)犭姀S裝機(jī)容量為174兆瓦，是全球當(dāng)年最大的單個(gè)地?zé)岚l(fā)電新增項(xiàng)目。

第六，肯尼亞：985兆瓦。梅嫩加伊等地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目的進(jìn)展讓肯尼亞距離加入“1千兆瓦俱樂部”的目標(biāo)又近了一步。

第七，墨西哥：976兆瓦。作為拉美地區(qū)地?zé)衢_發(fā)的“先行者”，墨西哥的地?zé)崮茼?xiàng)目規(guī)模不斷擴(kuò)大。

第八，意大利：916兆瓦。意大利在地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域的持續(xù)投資和技術(shù)創(chuàng)新使其在歐洲地?zé)崾袌?chǎng)中繼續(xù)占據(jù)重要地位。

第九，冰島：786兆瓦。冰島的地?zé)岚l(fā)電能力在2024年有所提升，主要得益于雷克雅內(nèi)斯等地?zé)岚l(fā)電擴(kuò)建項(xiàng)目以及現(xiàn)有地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目升級(jí)后的效率提升。

第十，日本：601兆瓦。阿皮、杉野井和南加耶貝等地?zé)岚l(fā)電項(xiàng)目助力日本地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量進(jìn)一步增長(zhǎng)。

根據(jù)ThinkGeoEnergy數(shù)據(jù)，這些國(guó)家占據(jù)了全球地?zé)嵫b機(jī)容量的93%，凸顯了其在地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。盡管地?zé)嵝袠I(yè)持續(xù)增長(zhǎng)，但其發(fā)展仍是漸進(jìn)的。最大的單項(xiàng)貢獻(xiàn)來自新西蘭的陶哈拉二期項(xiàng)目，發(fā)電量為174兆瓦，其次是全球范圍內(nèi)的小規(guī)模開發(fā)項(xiàng)目和電廠擴(kuò)建。與此同時(shí)，增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)和先進(jìn)地?zé)嵯到y(tǒng)具有巨大潛力，但目前處于早期階段，仍需進(jìn)一步擴(kuò)大投資以實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

地?zé)嵝袠I(yè)正處于創(chuàng)新的前沿，增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)、先進(jìn)地?zé)嵯到y(tǒng)和超臨界地?zé)嵯到y(tǒng)的發(fā)展有望重塑其發(fā)展軌跡。2025年，預(yù)計(jì)肯尼亞、印度尼西亞和菲律賓的大型項(xiàng)目將推動(dòng)行業(yè)增長(zhǎng)，同時(shí)北美地?zé)崾袌?chǎng)也將繼續(xù)取得進(jìn)展。（王 文 整理）

新技術(shù)加速釋放地?zé)崮軡摿?/strong>

●辛尚吉

國(guó)際能源署（IEA）近期發(fā)布《地?zé)崮芪磥怼穲?bào)告指出，在應(yīng)對(duì)全球氣候變化危機(jī)背景下，地?zé)嶙鳛橐环N重要的綠色能源具有巨大開發(fā)潛力，并有望成為滿足未來電力和供熱系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)性能源。新一代地?zé)峒夹g(shù)正在為缺乏傳統(tǒng)地?zé)豳Y源的國(guó)家?guī)頇C(jī)遇，為安全、清潔、經(jīng)濟(jì)地滿足世界日益增長(zhǎng)的電力需求提供更多選擇，而油氣開采技術(shù)將在地?zé)崮荛_發(fā)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

2050年地?zé)崮軐M足全球電力需求增長(zhǎng)的15%

相對(duì)于波動(dòng)起伏的光伏和風(fēng)能而言，地?zé)峋哂谐掷m(xù)穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)全天候持續(xù)穩(wěn)定的供電供熱，而且能整合光伏和風(fēng)能等波動(dòng)較大的可再生能源并行運(yùn)行。地?zé)徇€具有能源利用效率相對(duì)較高的優(yōu)勢(shì)。2023年，全球已裝機(jī)地?zé)崮艿钠骄眯食^75%，遠(yuǎn)超風(fēng)能（<30%）和光伏（<15%）。

報(bào)告稱，采用3000米以上深度的鉆井技術(shù)，就能在全球幾乎任何國(guó)家實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源的開發(fā)利用。從地?zé)豳Y源的供電應(yīng)用前景看，如實(shí)施8000米以上深度的鉆井技術(shù)，可獲得600太瓦的地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量，并能持續(xù)運(yùn)行25年。從地?zé)豳Y源的供熱應(yīng)用前景看，其能廣泛滿足多種建筑和工業(yè)供熱需求，也可替代現(xiàn)有的基于化石燃料的分區(qū)供暖方案；特別是對(duì)于溫度需求較低（比如低于90攝氏度）的情況，地?zé)峁峤鉀Q方案的效率有望大幅提升。

數(shù)據(jù)顯示，目前地?zé)崮苷既蚰茉纯傂枨蟮谋壤胁蛔?%，且地?zé)崂媚壳爸饕性诿绹?guó)、冰島、印尼、土耳其、肯尼亞和意大利等少數(shù)國(guó)家。隨著相關(guān)科技的發(fā)展和項(xiàng)目成本的降低，預(yù)計(jì)到2050年，地?zé)崮芸梢詽M足全球電力需求增長(zhǎng)的15%，這意味著屆時(shí)全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)800多吉瓦，年發(fā)電量近6000太瓦時(shí)，相當(dāng)于目前美國(guó)和印度兩國(guó)一年的用電量之和。

油氣開采技術(shù)將發(fā)揮重要作用

油氣開采領(lǐng)域所采用的技術(shù)有望在地?zé)豳Y源開發(fā)中發(fā)揮重要作用。油氣行業(yè)通常在地下4000米的儲(chǔ)層中進(jìn)行開采，其開采區(qū)域與具有巨大地?zé)釢摿Φ膮^(qū)域相重合。在油氣產(chǎn)業(yè)和地?zé)衢_發(fā)領(lǐng)域之間，大量技術(shù)、數(shù)據(jù)、供應(yīng)鏈要素可相互移植借鑒。開發(fā)新的地?zé)犴?xiàng)目需要進(jìn)行地下評(píng)估、建模、鉆探和表面作業(yè)，這些過程與許多上游油氣項(xiàng)目類似。從國(guó)際產(chǎn)業(yè)實(shí)踐看，油氣服務(wù)公司正越來越多地參與到地?zé)豳Y產(chǎn)開發(fā)中來。在運(yùn)營(yíng)方面，許多優(yōu)化地?zé)岙a(chǎn)出、提高安全性和可重復(fù)性以及處理井下問題的技巧都來源于油氣產(chǎn)業(yè)的實(shí)踐。油氣產(chǎn)業(yè)嚴(yán)格的健康、安全和環(huán)境管理實(shí)踐及其設(shè)計(jì)和工程原則，對(duì)下一代地?zé)犴?xiàng)目將大有裨益。

此外，從人才和技能需求角度來看，地?zé)犷I(lǐng)域也與油氣產(chǎn)業(yè)高度相關(guān)。目前，地?zé)岙a(chǎn)業(yè)在全球提供約14.5萬個(gè)就業(yè)崗位。到2030年末，地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的就業(yè)人數(shù)有望增加6倍以上，達(dá)到100萬，屆時(shí)可能出現(xiàn)人才短缺問題。事實(shí)上，目前在地?zé)犷I(lǐng)域工作的許多人才都來自油氣產(chǎn)業(yè)，這種人才互通性將促進(jìn)兩大能源領(lǐng)域更好地實(shí)現(xiàn)交流借鑒。

就目前地?zé)豳Y源開發(fā)領(lǐng)域的兩大熱點(diǎn)技術(shù)而言，增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)借鑒了頁巖油氣開發(fā)中所采用的水力壓裂和定向鉆探技術(shù)，而先進(jìn)地?zé)嵯到y(tǒng)則采用高精度定向鉆探在地下創(chuàng)建閉環(huán)系統(tǒng)。在全球范圍內(nèi)，就地下深度8000米以內(nèi)的地?zé)豳Y源而言，增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)在技術(shù)上能以每兆瓦時(shí)低于300美元的成本產(chǎn)生約為300,000艾焦耳（EJ）的電力總量，這一數(shù)字相當(dāng)于裝機(jī)容量600太瓦的地?zé)犭娬境掷m(xù)運(yùn)行20年。

報(bào)告認(rèn)為，從國(guó)別地?zé)豳Y源開發(fā)潛力來看，美國(guó)和中國(guó)分別排名全球首席和次席。采用增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)，美國(guó)可開發(fā)的地?zé)豳Y源總量約占全球總量的1/8。即便只開發(fā)地下深度5000米以內(nèi)的地?zé)豳Y源，美國(guó)的地?zé)衢_發(fā)潛力也超過7太瓦，這比美國(guó)目前的發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘扛叱?倍多。中國(guó)可開發(fā)的地?zé)豳Y源總量約占全球總量8%，海南、廣東和福建等各省采用增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)開發(fā)的潛力較大。

2035年地?zé)豳Y源開發(fā)技術(shù)成本有望下降80%

地?zé)豳Y源開發(fā)的下一代技術(shù)已在持續(xù)發(fā)展，而未來發(fā)展的關(guān)鍵在于如何有效降低成本。在充分利用油氣行業(yè)已積累的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)上積極開展創(chuàng)新，結(jié)合政府政策支持，有望推動(dòng)新一代地?zé)犴?xiàng)目的技術(shù)不斷成熟，并帶動(dòng)成本進(jìn)一步下降。國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，到2035年，新一代地?zé)豳Y源開發(fā)技術(shù)的成本可能下降80%，屆時(shí)新的地?zé)犴?xiàng)目發(fā)電成本可降至約50美元/兆瓦時(shí)，這就意味著地?zé)釋⒊蔀榕c水電、核電和生物質(zhì)能發(fā)電成本相當(dāng)甚至更低的電力來源。

在地?zé)豳Y源開發(fā)成本降低的基礎(chǔ)上，該領(lǐng)域有望吸引到更多投資，預(yù)計(jì)到2035年地?zé)犷I(lǐng)域的累計(jì)總投資有望達(dá)到1萬億美元，到2050年則有望達(dá)到2.5萬億美元。樂觀估計(jì)，地?zé)犷I(lǐng)域的年投資額最高可達(dá)1400億美元，這一數(shù)字高于目前全球陸上風(fēng)電項(xiàng)目的年投資額。

值得一提的是，就新一代地?zé)犴?xiàng)目所需的總投資而言，高達(dá)80%的部分其實(shí)與油氣產(chǎn)業(yè)是互通的。傳統(tǒng)油氣企業(yè)面向地?zé)犷I(lǐng)域積極推進(jìn)多元化發(fā)展，既能為企業(yè)帶來綠色能源轉(zhuǎn)型相關(guān)的高增長(zhǎng)商機(jī)，也能提前避免未來油氣需求可能下降帶來的商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

需要指出的是，政府政策支持和相關(guān)行業(yè)監(jiān)管對(duì)地?zé)豳Y源的開發(fā)利用將起到關(guān)鍵推動(dòng)作用。統(tǒng)計(jì)顯示，目前全球有超過100個(gè)國(guó)家已制定了面向光伏和風(fēng)能的支持政策，但在地?zé)豳Y源開發(fā)領(lǐng)域推出相關(guān)政策的國(guó)家還不到30個(gè)。國(guó)際能源署建議，各國(guó)政府應(yīng)將地?zé)豳Y源開發(fā)提升到國(guó)家綠色能源政策議程的重要位置，制定具體的目標(biāo)和發(fā)展路線圖。在監(jiān)管領(lǐng)域，應(yīng)針對(duì)地?zé)衢_發(fā)特點(diǎn)明確相關(guān)環(huán)保要求。一般而言，一個(gè)新的地?zé)犴?xiàng)目啟動(dòng)可能需要長(zhǎng)達(dá)10年的時(shí)間，各國(guó)政府在保證高標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保要求的同時(shí)，應(yīng)積極推進(jìn)項(xiàng)目開發(fā)行政審批流程優(yōu)化，并考慮設(shè)立專門針對(duì)地?zé)岬脑S可制度。