摘要:地熱能發(fā)電技術(shù),憑借其利用地球深部地熱資源進(jìn)行能量轉換的獨特優(yōu)勢,展現出了環(huán)保、可持續和穩定的顯著(zhù)特點(diǎn)。根據IRENA的權威數據,全球地熱能發(fā)電裝機容量自2013年至2022年呈現出了穩健的增長(cháng)態(tài)勢。具體而言,從2013年的10786MW起步,歷經(jīng)數年的穩步發(fā)展,終于在2023年達到了14846MW的裝機容量,并在同年實(shí)現了1.32%的同比增長(cháng)。地熱能發(fā)電作為一種清潔且可持續的能源形式,不僅有助于減少對環(huán)境的污染,還能為全球能源結構的轉型提供強有力的支撐和推動(dòng)。
一、定義及分類(lèi)
地熱是來(lái)自地球內部的一種熱能資源,是地球熔巖向外的自然熱流。地熱能是一種清潔能源,是可再生能源,其開(kāi)發(fā)前景十分廣闊。按照其儲存形式,地熱可分為蒸氣型、熱水型、地壓型、干熱巖型和熔巖型五大類(lèi)。
二、行業(yè)政策
1、主管部門(mén)和監管體制
地熱行業(yè)主管部門(mén)主要為國家發(fā)改委、國家能源局等。國家發(fā)展與改革委員會(huì )作為國家經(jīng)濟的宏觀(guān)調控部門(mén),負責制定我國的能源發(fā)展規劃、電價(jià)政策,并具體負責項目審批及電價(jià)制定。國家能源局主要職責是研究提出能源發(fā)展戰略的建議,擬定能源發(fā)展規劃,研究提出能源體制改革的建議,推進(jìn)能源可持續發(fā)展戰略的實(shí)施,組織可再生能源和新能源的開(kāi)發(fā)利用,組織指導能源行業(yè)的能源節約、能源綜合利用和環(huán)境保護工作。按國務(wù)院規定權限,審批、核準國家規劃內和年度計劃規模內能源固定資產(chǎn)投資項目。
地熱行業(yè)自律組織包括中國資源綜合利用協(xié)會(huì )可再生能源專(zhuān)委會(huì )、中國可再生能源學(xué)會(huì )等。中國資源綜合利用協(xié)會(huì )可再生能源專(zhuān)委會(huì )致力于推動(dòng)可再生能源領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步和先進(jìn)技術(shù)的推廣,積極促進(jìn)中國可再生能源產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化發(fā)展,是聯(lián)系國內外產(chǎn)業(yè)界與政府部門(mén)和科研機構的重要紐帶。中國可再生能源學(xué)會(huì )旨在成為科技工作者、企業(yè)和政府之間的橋梁,對外學(xué)術(shù)交流和技術(shù)合作的窗口,致力于促進(jìn)我國可再生能源技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2、行業(yè)相關(guān)政策
隨著(zhù)全球對清潔能源的日益重視,中國政府正不斷加強對地熱等清潔能源的政策扶持,以推動(dòng)能源結構的優(yōu)化和綠色轉型。2023年12月,國家發(fā)改委印發(fā)《產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄(2024年本)》,鼓勵可再生能源利用技術(shù)與應用,包括地熱能利用技術(shù)開(kāi)發(fā)與設備制造,可再生能源供暖技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應用。這不僅有助于推動(dòng)地熱技術(shù)的創(chuàng )新,提高地熱能的利用效率,還將促進(jìn)地熱相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,形成更加完善的產(chǎn)業(yè)鏈。
三、發(fā)展歷程
中國地熱行業(yè)主要經(jīng)歷了四個(gè)階段,1907年至1950年代的起始階段。1907年,英國巴克利教授申請了地面輻射供暖的專(zhuān)利,這標志著(zhù)地熱供暖技術(shù)的初步形成。同期,中國處于清末和北洋政府時(shí)期,由于歷史和社會(huì )動(dòng)蕩,地熱技術(shù)在中國并未得到廣泛關(guān)注和應用。
20世紀50年代末期至2000年代初的回歸與初步應用階段。20世紀50年代末期,隨著(zhù)新中國的成立和科技的逐步發(fā)展,地熱技術(shù)開(kāi)始回歸中國。一批科技工作者開(kāi)始對地面輻射供暖技術(shù)進(jìn)行研究,并付諸于具體的工程實(shí)踐。一些重要的公共場(chǎng)所,如人民大會(huì )堂、故宮和華僑飯店等,開(kāi)始采用地面輻射供暖技術(shù),標志著(zhù)地熱技術(shù)在中國得到初步應用。
2004年至2016年的成長(cháng)與專(zhuān)業(yè)化階段。在這一階段,中國地熱能的開(kāi)發(fā)利用呈現出規?;?、專(zhuān)業(yè)化的特點(diǎn)。隨著(zhù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的推動(dòng),地熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展駛入快車(chē)道。國內陸續出現了許多代表性的企業(yè),設備逐步由小型向中大型、由粗糙型向專(zhuān)業(yè)型過(guò)渡,技術(shù)研發(fā)成果市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化的步伐不斷加快。借此,中國迅速成長(cháng)為全球地熱能直接利用量最大的國家。
2017年至今的快速成長(cháng)與多元化應用階段。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)的擴大,中國地熱行業(yè)進(jìn)入了快速成長(cháng)階段。地熱能的應用范圍不斷擴展,不僅在供暖領(lǐng)域得到廣泛應用,還涉及發(fā)電、溫泉旅游等多個(gè)領(lǐng)域。政府繼續加大對地熱行業(yè)的政策扶持,鼓勵技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)升級。地熱行業(yè)在中國能源結構中的地位日益提升,成為推動(dòng)清潔能源發(fā)展的重要力量。
四、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
地熱能的開(kāi)發(fā)利用涉及到復雜的地下工程技術(shù)和熱力學(xué)原理,需要企業(yè)具備專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團隊和研發(fā)能力。目前,地熱能的開(kāi)采和利用技術(shù)尚未完全成熟,尤其是在高溫地熱發(fā)電領(lǐng)域,技術(shù)難題仍然較多。此外,地熱資源的勘探、評估、開(kāi)發(fā)和運營(yíng)也需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)支撐和豐富的經(jīng)驗積累。因此,對于缺乏技術(shù)實(shí)力和經(jīng)驗的企業(yè)來(lái)說(shuō),進(jìn)入地熱行業(yè)存在一定的難度。
2、政策壁壘
雖然中國政府近年來(lái)出臺了一系列支持地熱等清潔能源發(fā)展的政策,但在實(shí)際操作中,仍然存在一些政策壁壘。例如,地熱資源的開(kāi)采和利用需要遵守嚴格的環(huán)保規定和安全標準,企業(yè)需要投入大量資金和時(shí)間進(jìn)行前期準備和審批工作。此外,不同地區的政策執行力度和標準也可能存在差異,給企業(yè)帶來(lái)一定的不確定性和風(fēng)險。
3、市場(chǎng)壁壘
目前,地熱行業(yè)的市場(chǎng)規模相對較小,市場(chǎng)競爭激烈,企業(yè)之間的差異化競爭不明顯。此外,由于地熱資源的分布不均和開(kāi)采難度較高,導致地熱項目的投資回報周期較長(cháng),風(fēng)險較大。這使得一些潛在投資者對地熱行業(yè)持謹慎態(tài)度,進(jìn)一步限制了地熱行業(yè)的發(fā)展。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
地熱產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為開(kāi)采地熱資源的設備,包括鉆具穩定器、鉆機、壓裂設備、井口裝置等相關(guān)設備的供應,確保地熱能高效、安全開(kāi)采。產(chǎn)業(yè)鏈中游為地熱資源的生產(chǎn)運營(yíng)商。產(chǎn)業(yè)鏈下游為地熱發(fā)電、地熱供暖和制冷、地熱農業(yè)、地熱旅游等應用領(lǐng)域。
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)開(kāi)山集團股份有限公司
開(kāi)山集團股份有限公司是一家從事裝備制造及新能源開(kāi)發(fā)的公司,主要業(yè)務(wù)分為壓縮機研發(fā)、制造、銷(xiāo)售及地熱發(fā)電——包括地熱開(kāi)發(fā)、電站運營(yíng)、向客戶(hù)提供地熱電站EPC工程總包或地熱井口模塊電站成套發(fā)電設備兩大板塊。作為地熱行業(yè)中的新興“破局者”,開(kāi)山集團展現出了驚人的實(shí)力與潛力。在2022年,公司成功為全球貢獻了超過(guò)25%的地熱新增裝機容量,業(yè)務(wù)觸角更是延伸至印尼、中東歐、肯尼亞、土耳其等多個(gè)國家,國際影響力日益凸顯。值得一提的是,開(kāi)山集團是全球范圍內唯一一家能夠針對高壓蒸汽、低壓蒸汽、熱水等多種地熱資源類(lèi)型,提供定制化最佳技術(shù)方案的制造商。這一獨特的優(yōu)勢使得公司在地熱發(fā)電領(lǐng)域具備了強大的競爭力,也為公司的經(jīng)營(yíng)指標提供了強有力的支撐。2023年前三季度,開(kāi)山股份營(yíng)業(yè)收入為31.25億元,同比增長(cháng)15.74%;歸母凈利潤為3.47億元,同比增長(cháng)5.10%。
(2)河南豫能控股股份有限公司
河南豫能控股股份有限公司深耕能源行業(yè),已成為河南省集火力發(fā)電、新能源、抽水蓄能、煤炭貿易物流、綜合能源服務(wù)于一體的省級資本控股的綜合能源上市公司。在地熱領(lǐng)域,豫能控股下屬公司長(cháng)垣豫正清潔能源有限公司承建了長(cháng)垣駝人智慧城地熱能供暖項目,該項目依托清潔環(huán)保的地熱能,遵循“取熱不取水”的原則,通過(guò)地熱交換器將地下熱能轉換為室內溫度。項目可服務(wù)居民1200多戶(hù),預計每年減少排放二氧化碳2220.97噸。這一項目標志著(zhù)豫能控股在地熱能供暖領(lǐng)域實(shí)現由0到1的突破,創(chuàng )新建立了云網(wǎng)一體的高效地熱能源站,實(shí)現了能源的高效利用和廢棄物的循環(huán)再利用,為城市的可持續發(fā)展提供了新的動(dòng)力。未來(lái),豫能控股將繼續圍繞農村能源革命,積極推廣地熱能供暖應用,努力成為鄉村振興的踐行者。2023年前三季度,豫能控股營(yíng)業(yè)收入為87.82億元,同比下降16.52%;歸母凈利潤為-5.77億元,同比增長(cháng)58.47%。
六、行業(yè)現狀
地熱能發(fā)電技術(shù),憑借其利用地球深部地熱資源進(jìn)行能量轉換的獨特優(yōu)勢,展現出了環(huán)保、可持續和穩定的顯著(zhù)特點(diǎn)。根據IRENA的權威數據,全球地熱能發(fā)電裝機容量自2013年至2023年呈現出了穩健的增長(cháng)態(tài)勢。具體而言,從2013年的10786MW起步,歷經(jīng)數年的穩步發(fā)展,終于在2023年達到了14846MW的裝機容量,并在同年實(shí)現了1.32%的同比增長(cháng)。地熱能發(fā)電作為一種清潔且可持續的能源形式,不僅有助于減少對環(huán)境的污染,還能為全球能源結構的轉型提供強有力的支撐和推動(dòng)。
七、發(fā)展因素
1、機遇
(1)技術(shù)進(jìn)步
隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步和創(chuàng )新,地熱開(kāi)發(fā)利用技術(shù)不斷提升,為中國地熱行業(yè)帶來(lái)了巨大的發(fā)展機遇。近年來(lái),中國地熱勘查技術(shù)、地熱井鉆探技術(shù)、地熱發(fā)電技術(shù)等方面取得了顯著(zhù)進(jìn)展,尤其是新型地熱發(fā)電技術(shù)的涌現,如超臨界二氧化碳循環(huán)、深部地熱、地熱-光伏聯(lián)合發(fā)電等,極大地提高了地熱資源的利用效率和經(jīng)濟性。這些技術(shù)的不斷創(chuàng )新和應用,為中國地熱行業(yè)的發(fā)展提供了堅實(shí)的技術(shù)支撐,為地熱資源的可持續開(kāi)發(fā)利用開(kāi)辟了新的途徑和可能性。
(2)政策支持
中國政府高度重視清潔能源的發(fā)展,積極出臺一系列政策支持地熱能的開(kāi)發(fā)利用,為地熱行業(yè)提供了良好的政策環(huán)境和發(fā)展機遇。例如,國家能源局發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)地熱能發(fā)展利用的指導意見(jiàn)》,明確了地熱能發(fā)展的總體目標和政策措施,加強了地熱資源的調查評價(jià)和開(kāi)發(fā)利用工作。同時(shí),各級地方政府也相繼出臺了一系列支持地熱能開(kāi)發(fā)利用的地方性政策和補貼政策,為地熱項目的實(shí)施提供了經(jīng)濟上的支持和保障。這些政策的出臺為地熱行業(yè)提供了政策保障和市場(chǎng)導向,為地熱資源的開(kāi)發(fā)利用提供了有力支持。
(3)市場(chǎng)需求
隨著(zhù)全球氣候變化問(wèn)題的日益嚴重,清潔能源的需求不斷增長(cháng)。地熱能作為一種清潔、高效、可持續的能源形式,具有巨大的應用潛力。在供暖、制冷、發(fā)電等領(lǐng)域,地熱能都有著(zhù)廣泛的應用前景。同時(shí),隨著(zhù)人們生活水平的提高和環(huán)保意識的增強,對清潔能源的需求也將不斷增加,為地熱行業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)空間。
2、挑戰
(1)資源分布不均
地熱資源在中國的分布并不均衡,優(yōu)質(zhì)的地熱資源往往集中在某些特定地區,如西藏、云南、四川等地。這使得地熱項目的開(kāi)發(fā)存在地域限制,對于其他地區來(lái)說(shuō),地熱能的利用難度和成本相對較高。此外,即使在地熱資源豐富的地區,資源的品質(zhì)也存在差異,部分地區的地熱資源可能并不適合大規模的商業(yè)開(kāi)發(fā)。此外,地熱資源的深層開(kāi)發(fā)利用面臨著(zhù)技術(shù)和經(jīng)濟上的挑戰。由于地熱資源存在深埋、地下水位變化、地溫梯度不足等問(wèn)題,使得地熱資源的勘查、開(kāi)發(fā)、利用難度較大。
(2)市場(chǎng)接受度低
由于地熱能的應用相對較新,公眾對其了解不足,導致市場(chǎng)需求有限。此外,地熱能項目的投資成本較高,回報周期較長(cháng),使得一些投資者望而卻步。同時(shí),地熱能與傳統的化石能源相比,在價(jià)格上并不具備明顯優(yōu)勢,這也限制了其在市場(chǎng)上的競爭力。
(3)環(huán)境保護壓力
地熱開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,存在地下水污染、地表環(huán)境破壞、地震活動(dòng)增加等環(huán)境保護問(wèn)題,給當地生態(tài)環(huán)境帶來(lái)一定壓力。尤其是在地熱資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,可能產(chǎn)生的地下水污染問(wèn)題,對周邊水源、土壤和生態(tài)系統造成潛在威脅。此外,地熱開(kāi)發(fā)利用也可能會(huì )引發(fā)地震活動(dòng),增加地質(zhì)災害風(fēng)險,對當地社會(huì )穩定和人民生命財產(chǎn)安全構成一定影響。因此,地熱行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中需要加強環(huán)境保護意識,采取有效的環(huán)境保護措施,實(shí)現經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏(yíng)。
八、競爭格局
根據IRENA的權威數據,2023年全球地熱能發(fā)電裝機容量中,美國的占比高居榜首,達到了18.01%,盡管其領(lǐng)先地位穩固,但近年來(lái)其占全球比重一直處于下滑趨勢;與此同時(shí),印度尼西亞在全球的占比則呈現出穩步上升的趨勢,到2023年已經(jīng)攀升至16.29%,目前緊隨美國之后位列第二;菲律賓的地熱能發(fā)電裝機容量則呈現出震蕩態(tài)勢,導致其占全球比重不斷下滑,至2023年已降至13.15%,位居第三。值得注意的是,中國的地熱能發(fā)電裝機容量數據目前僅更新至2018年,當時(shí)僅為26MW,占全球比重僅為0.20%,這顯示出中國在地熱能發(fā)電領(lǐng)域仍有巨大的成長(cháng)空間。隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的逐步開(kāi)放,中國有望在地熱能發(fā)電領(lǐng)域實(shí)現跨越式發(fā)展。
九、發(fā)展趨勢
1、技術(shù)創(chuàng )新
隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步,地熱能的開(kāi)發(fā)利用技術(shù)將得到進(jìn)一步的提升和優(yōu)化。例如,地熱勘探技術(shù)將更加精準,能夠更準確地評估地熱資源的分布和儲量,為地熱項目的選址和開(kāi)發(fā)提供有力支持。同時(shí),地熱發(fā)電技術(shù)也將取得突破,提高地熱能的轉換效率,降低運營(yíng)成本,使其更具競爭力。此外,隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、大數據等新一代信息技術(shù)的廣泛應用,地熱能的智能化管理和運營(yíng)將成為可能,推動(dòng)地熱行業(yè)向更高效、更環(huán)保的方向發(fā)展。
2、市場(chǎng)需求不斷增長(cháng)
中國政府高度重視清潔能源的發(fā)展,將繼續出臺一系列優(yōu)惠政策來(lái)支持地熱能的開(kāi)發(fā)利用。這些政策將包括財政補貼、稅收優(yōu)惠、項目融資等多個(gè)方面,為地熱行業(yè)的發(fā)展提供有力保障。同時(shí),隨著(zhù)全球能源結構的轉型和應對氣候變化的壓力增大,市場(chǎng)對清潔能源的需求將持續增長(cháng)。地熱能作為一種清潔、可再生的能源形式,將受到越來(lái)越多的關(guān)注和青睞。
3、產(chǎn)業(yè)融合與多元化發(fā)展
地熱行業(yè)將不僅局限于供暖、發(fā)電等傳統領(lǐng)域,還將與旅游、農業(yè)、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行深度融合。例如,利用地熱資源發(fā)展溫泉旅游、地熱農業(yè)等新興產(chǎn)業(yè),不僅可以提高地熱能的附加值,還可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,形成良性循環(huán)。此外,地熱行業(yè)還將與其他清潔能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)行協(xié)同發(fā)展,共同推動(dòng)中國能源結構的優(yōu)化和升級。
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