5月30日,美国能源部(DOE)发布《地热愿景:挖掘地下热能潜力》报告 指出,按照当前开发速度,到2050年全美的地热发电装机容量有望达到6 GW。而如果适当加大开发力度(如优化审批流程)加快地热开发进程,地热装机容量可以在上述常规增量的基础上再增加一倍以上,达到13 GW。而如果进行全方位的改进(从政策监管到技术到商业环境),则有望达到60 GW。除了电力应用领域,地热开发还能为美国的居民和商用住宅提供创新的供暖和制冷解决方案,促进美国能源结构多元化发展,进一步提升美国能源供应安全。报告系统评述了地热开发的潜力及其能够为美国带来的潜在益处,关键内容如下:
1、技术改进可以显著降低地热发电成本并增加地热部署规模
改进用于探索、发现、使用和管理地热资源的工具、技术和方法,有助于降低地热资源开发相关的成本和风险,而上述工作可以大幅提升地热开发部署速度,预计有望在2050年时将全美的地热发电装机容量提升26倍至60 GW,而这将占到2050年全美电力装机总容量的3.7%,占到全美总发电量的8.5%。技术改进是实现增强型地热系统(EGS)商业化的关键途径,而这一点对美国地热产业发展至关重要,因为报告分析表明相对于其他地热资源(如传统的水热型),EGS有望提供电力行业最大的电力增长潜力。而且,除电力行业外,EGS还能够促进地热在非电力部门应用的增长(如区域供暖制冷)。
2、优化项目的审批许可流程也可以减少成本和促进地热开发
报告对包括地热开发的关键监管、许可和土地准入障碍等项目审批许可相关的程序进行了系统分析,发现通过各种机制构建来简化地热开发项目审批和许可流程,可以减少施工期间的融资成本缩短开发周期。例如,分析表明了如果将地热监管和许可要求置于类似于石油和天然气及其他能源行业的水平,可以使地热行业勘探和开发更多资源并降低成本。即使仅仅单独优化许可流程也能够促进地热发电容量增加,有望在2050年将地热发电量增加到13 GW,比无优化流程增量(6 GW)增加一倍多。
3、克服地热在供暖和制冷领域的部署障碍能够刺激地热市场增长
地热能够为美国的居民和商用住宅提供创新的供暖和制冷解决方案,其在供暖和制冷领域具备了巨大应用潜力,是地热发展关键增长领域。发展地源热泵(GHP)产业将有助于降低居民和商用住宅消费者的能源成本。现有GHP装机容量约为16.8 GW,可满足约200万户家庭的供暖制冷需求。报告分析了住宅领域GHP技术的市场潜力,到2050年GHP有望满足全美2800万户家庭供暖和制冷需求,相当于现有GHP装机容量的14倍。到2050年,GHP市场有望占居民住宅供暖和制冷市场份额的约23%。同样,到2050年有望在全美范围内安装超过17500个使用地热资源结合EGS技术的区域供暖系统,可满足约4500万户家庭的需求。而截至2017年,全美仅仅安装了21个区域供暖系统。发展地热能还能为美国各地的农村社区和城市中心提供经济发展机会。报告分析表明,积极发展地热产业能够为全美的城市和农村社区创造新的就业机会。而发展强大的住宅和商业GHP产业也可以增加美国的地热劳动力岗位。
4、增加地热部署规模可以改善美国的空气质量和减少CO2排放
报告分析表明,发展地热产业有助于减少二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和细颗粒物(PM2.5)的排放,使得空气质量得到改善。就电力部门而言,到2050年,发展地热可以为电力部门累计减少高达5.16亿吨的CO2排放量。对于供暖和制冷行业,到2050年可累计减少高达12.8亿吨的CO2排放量。到2050年,两个部门的CO2减排量相当于每年从道路上减少约2600万辆汽车。
5、报告中的地热部署目标水平可在不影响国家水资源情况下实现
报告分析表明,与当前的发展进程相比,报告提出的高水平部署目标会使得电力部门在2050年消耗的水量略有增加(约4%),但这种增长可以通过使用非淡水资源(城市生活废水和污水)来降低。