国际视野下的地热资源开发利用发展现状及趋势

近年来，全球严峻的能源形势以及使用常规能源所带来的环境问题，促使世界各国努力地寻找新的替代能源来构建多元化能源结构，以保证本国能源安全。地热能以其清洁和储量丰富的特点正吸引着越来越多的国家予以关注，本文将美国、冰岛、日本这3个地热能源开发利用突出国家的经验进行梳理介绍，以飨读者。

目前国际上有100多个国家开发利用地热能，并以每年12%的速度递增，能源专家普遍预计，到2100年地热能利用将在世界能源总值中占30%～80%。地热能是指蕴藏在地球内部距地表5公里以内巨大自然能源。据估算，地球蕴藏的地热能约14.5×10焦耳，折合4948万亿吨标准煤，而全球煤的埋藏量仅为1万亿吨。由此可以看出，地热资源的利用前景非常广阔。

地热发电是现代地热的突出利用形式

现代地热的突出作用是地热发电。2005年，根据世界地热大会资料统计，全球有24个国家建有地热电站，地热装机前5位的国家为美国、菲律宾、墨西哥、印度尼西亚和意大利。全球地热发电装机已达到8900兆瓦，年发电量56800百万千瓦小时。地热发电比风电更稳定，地热能比太阳能、风能的能量品位高，而且可长期不间断。据世界能源理事会统计，一年365天，共计8760小时，地热能的利用系数是72%～76%，一些技术先进的国家能达到95%，也就是说一年可运行8322小时，设备维修时间很短。而普通火电厂的利用系数是50%多一些，风力发电是21%，太阳能发电是14%。另外，地热产业所需的单位装机容量占地面积比光电、风电、煤电、核电等至少低1个量级。

美国：领跑世界地热关键技术

美国是世界地热资源大国，但地理分布上极不均衡，8个州的地热能总量达到300万千瓦，其中又有80%出现在加州。美国是地热利用的后起之秀，查理·列博在1930年发明了第一台地热井下换热器。20世纪60年代，加州盖瑟尔斯的地热电厂开始发电，美国从此一跃成为世界地热发电领域的领头羊。

作为世界地热技术的领跑国，美国开发地热能的技术和经验受到各国重视。其在地热勘探关键技术和开发关键技术领域都有建树，在地热勘探方面形成了MT等地球物理探测技术、数据库信息和数值模拟技术、高分辨率遥感技术、综合地质、地球物理和地球化学分析技术、高温高压钻井和井下测试技术，获取关键数据地热开发关键技术。在地热开发、发方面形成了钻井和成井技术、人工造储技术、热储工程数值模拟技术、水岩反应控制技术、超临界地热流体应用技术。

美国政府在推进地热发展中也扮演着重要角色，出台了一系列的政策扶持地热产业，如：美国联邦政府延长了对地热产业的退税计划；各州制定的鼓励清洁能源使用的政策中都包含了对地热能发电的鼓励；美国能源部还推出了一项“地热技术和发展行动计划”，用于推动地热能的勘探和开发，并以“增强地热系统”作为主要发展目标。

冰岛：国家统一管理地热能

虽然冰岛很早就用地热供暖，而且有得天独厚的自然条件，但实际上冰岛在20世纪70年代以前却大量使用煤炭和石油，受到1973年能源危机的冲击，冰岛走上了大规模利用地热的道路。经过30年的努力，2010年冰岛电能的26%来自地热发电，73.8%来自水电，不足1%来自传统的化石燃料。被视为世界地热开发楷模的冰岛，目前85%的住宅都在利用地热供暖。

目前日本有18处地热发电站，地热发电量约为风力冰岛地热资源的勘查与开发由国家统一管理，不允许私有公司进行地热的勘查与开发经营活动。冰岛地热管理机构包括：国家能源局、国家地质调查局和能源公司。

国家能源局负责地热资源勘探和开发政策的制定，并为社团、公司和个体地热资源的利用提出建议。国家能源局下设3个独立的部门：能源管理处，主要负责能源统计与分析；联合国大学地热培训部，承担对发展和发展中国家地热工程师的培训任务，包括地质勘查、钻孔地质、地球物理勘查、钻孔地球物理、储热层修建、热流体化学、环境研究、地热利用和钻探技术等专业知识的培训；水文服务处代表，主要负责国家和能源机构监测水文地质条件和管理国家水资源，开发和管理自然灾害早期预警系统。

国家地质调查局是为冰岛电力产业、冰岛政府和外国公司有关地热科学和利用领域提供专门服务的研究机构。地质调查局不能直接从政府获得经费，但能够以项目和合同为基础进行运转。每年地质调查局的经费约为6百万美元。20％的经费来自政府合同，其他的经费来自与不同能源公司、公用事业机构的合同。

能源公司是负责全国水利和地热资源勘查开发、能源生产与经营的机构。目前，能源公司拥有多个地热电站，以及相应的为居民住宅、工农业生产等进行供热供暖的工程系统。能源公司需要施工的地热钻井则由商人企业承包完成。

日本：多重政策扶持地热发电

第一次石油危机后，日本国内曾掀起一股地热发电热。随着原子能发电的普及和煤炭价格的回落，功率远小于火电站的地热电站逐渐受到冷落。2011年的“3·11”大地震导致福岛核电站发生核泄漏，日本国内弃核、发展地热能的呼声也随之高涨。为实现削减温室气体排放目标，树立环保节能的世界形象，树立“低碳经济”长远竞争力，日本时隔20年再次启动地热发电站建设工程。

日本被称为火山列岛，拥有火山119座，作为日本象征的富士山，就是典型的层状火山。地震、火山活动频繁，灾害不断，但是，正因为拥有这些火山活动频繁，灾害不断，但是，正因为拥有这些火山，日本的地表下蕴藏着大量熔浆，也带来了丰富的地热资源。据权威统计，日本地热资源的蕴藏量排名仅次于印尼、美国，位于世界第三，换算成发电能力达2347万千瓦，相当于15座原子能发电站。目前日本有18处地热发电站，地热发电量约为风力发电的2倍，太阳能发电的3倍。世界70%的地热发电设备由日本的富士电机、东芝、三菱重工公司提供。