地熱資源是指在一定的技術和地質(zhì)條件下，能夠科學合理地開發(fā)出來的地殼巖石中的熱能量，地熱流體中的熱能量，以及伴生的有用部分，是高清潔度可再生能源。
國際上一般將地熱資源分為三類：第一類稱作可及資源基數(shù)，指地表以下5000米之內(nèi)積存的總熱量，這部分熱量在理論上和技術上是可以應用的；第二類稱作資源，指上述資源基數(shù)中40～50年內(nèi)可望有經(jīng)濟價值的；第三類謂之可采資源，指資源基數(shù)中10～20年內(nèi)即可具有經(jīng)濟價值的資源。據(jù)帕莫瑞尼估算，全球地熱能資源基數(shù)為1.4×1012億焦/年。
美國引領地熱資源開發(fā)利用
地熱發(fā)電一般不需燃料，發(fā)電成本多數(shù)情況下比水電、火電、核電要低，設備的利用時間長，建廠投資一般都低于水電站，且不受季節(jié)變化的影響，環(huán)境污染程度低。為了進一步提高地熱利用率，許多國家還采用了梯級開發(fā)和綜合利用辦法，如熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供、熱電冷三聯(lián)產(chǎn)、先供暖后養(yǎng)殖等。
美國地熱開發(fā)最為成熟和先進，是全球地熱資源最豐富的國家，也是世界上最早開發(fā)地熱資源的國家。20世紀60年代，美國就開始利用地熱資源進行規(guī)模化電力生產(chǎn)，至今已有50多年。長時間的地熱資源開發(fā)利用和技術進步，奠定了美國在全球地熱領域的領先地位。
根據(jù)《美國2012年度地熱能源生產(chǎn)與發(fā)展報告》，目前美國地熱發(fā)電裝機容量約為3187兆瓦，占全球28.39%，位居世界第一。2010年1月至2012年3月，美國開發(fā)了5處地熱發(fā)電，共計9萬千瓦。目前，美國共有9個州進行地熱發(fā)電，按照發(fā)電量大小排列依次為加利福尼亞州、內(nèi)華達州、夏威夷州、阿拉斯加州、猶他州、懷俄明州、愛達荷州、俄勒岡州、密西西比州，其中加利福尼亞州占82％，內(nèi)華達州占15％。
目前美國共有147個項目發(fā)展規(guī)劃，其中130個項目已確定，另外17個項目處于論證階段。項目選址涉及的州增加了7個，分別為亞利桑那州、新墨西哥州、得克薩斯州、路易斯安那州、科羅拉多州、明尼蘇達州及華盛頓州。目前美國15個州有發(fā)展地熱項目意向。
經(jīng)過長期的積累和摸索，美國地熱資源開發(fā)技術有了較大進步。目前比較成熟的技術主要有三種：一是干蒸汽發(fā)電技術，利用該技術的發(fā)電量約為1585兆瓦；二是閃蒸汽發(fā)電技術，利用該技術的發(fā)電量約為900兆瓦；三是二元地熱技術，該技術可用于較低溫度的地熱資源的開發(fā)，使得地熱產(chǎn)業(yè)走出加利福尼亞州，目前利用該技術的發(fā)電量約為702兆瓦。
各國爭相追上地熱列車
菲律賓力爭超越美國，成為地熱發(fā)電大國。上世紀80年代中期，新成立的阿基諾政權出于對核電技術和運營安全的憂慮，叫停了核電站的運營許可，導致90年代菲律賓的地熱發(fā)電量大幅增加。目前菲律賓是僅次于美國的世界第二大地熱能源開發(fā)國。
過去菲律賓只能利用高溫地熱資源，現(xiàn)在借助科技發(fā)展，菲律賓可利用熱泵技術將低溫地熱用于供暖和制冷。2008年，地熱能源占菲律賓總能源產(chǎn)出的17%，總裝機容量達到200萬千瓦。2009年，該國政府就10處地熱資源開發(fā)項目進行招標，新增開發(fā)62萬千瓦的地熱能源。菲律賓計劃在2013年利用“地熱-1”計劃，使地熱發(fā)電量超過美國，成為世界第一地熱發(fā)電大國。
印尼與菲律賓爭奪地熱發(fā)電大國地位。印尼地熱資源排名世界第二位，曾有調(diào)查機構認為印尼為最大地熱資源國，擁有資源量據(jù)推測占全世界20％～40％，大約2900萬千瓦的地熱資源量，而目前被開發(fā)出來的地熱發(fā)電量遠遠落后于美國和菲律賓。
印尼政府此前一直在促進地熱開發(fā)。2003年制定了《地熱法》，允許民營企業(yè)參與此前由國有企業(yè)承擔的地熱開發(fā)業(yè)務。2005年，當時的尤多約諾政府制定了大規(guī)模地熱開發(fā)的進程表，并于2006年作為總統(tǒng)令發(fā)布。這是一項極具雄心的計劃，要使地熱發(fā)電量從2005年的86萬千瓦增長至2008年的200萬千瓦，2012年達344萬千瓦，2016年達500萬千瓦，到目標年度的2025年增至950萬千瓦，占國家能源總量的5%。
雖然實際開發(fā)量到2012年3月底僅有123萬千瓦，但在該國經(jīng)濟顯著增長等背景下，已有力地促進了地熱開發(fā)。印尼政府于2009年還曾發(fā)布了第二次促進電源開發(fā)計劃，表明了5年內(nèi)增加1000萬千瓦發(fā)電容量的目標。當時該國的發(fā)電容量為3000萬千瓦左右，因此相當于增加了1/3。其中大約400萬千瓦為地熱發(fā)電。2010年，針對戰(zhàn)略性的重要業(yè)務，印尼批準了相當于50億美元的地熱開發(fā)業(yè)務。
2010年4月，時任總統(tǒng)尤多約諾在巴厘島舉行的世界地熱會議上表明，印尼要力爭成為全球第一地熱資源利用大國。
除美國、菲律賓、印尼之外，全球很多國家也都不同程度實施了地熱資源開發(fā)。日本地熱資源豐富，因處于太平洋火山帶，擁有火山245處，活火山65處，溫泉2200處，熱水井2.2萬處。日本十分重視地熱資源開發(fā)，目前的地熱資源廣泛用于農(nóng)業(yè)，栽培、農(nóng)產(chǎn)品加工、動物飼養(yǎng)、農(nóng)業(yè)灌溉等。
澳大利亞、愛爾蘭、冰島、中國等都有地熱項目實施。冰島88％的房屋供暖采用地熱，熱能直接利用人均世界第一。地熱能在一次能源中所占的比例已達66％。盡管冰島是世界地熱開發(fā)的“楷模”，但迄今為止冰島地熱發(fā)電的潛力只發(fā)揮了一小部分。為了深化地熱開發(fā)，冰島積極推動深鉆項目，計劃在其東北部鉆探數(shù)口3500～4000米深井。
地熱發(fā)展難過成本關
過去，人們并非沒有意識到地熱資源開發(fā)的可貴，地熱資源占地少，對環(huán)境的破壞小。事實上，許多先天條件優(yōu)良的國家的確在嘗試地熱發(fā)電和地熱供暖等。但百年過去，地熱只在少數(shù)國家和地區(qū)得以大規(guī)模應用，即便是擁有世界地熱資源20%～40%的印尼，也只開發(fā)利用了大約3%，更多的國家只能望“熱”興嘆。追根究底，癥結在于地熱開發(fā)居高不下的成本。
全球各地資源條件與發(fā)展基礎不同，地熱開發(fā)的成本也不盡相同。如印尼的地熱資源與火山密不可分，僅修建道路等基礎設施就價格不菲；世界第二大地熱生產(chǎn)國菲律賓，必須通過技術解決活火山地區(qū)抗高酸性腐蝕輸送管道的難題。
但不管怎樣，用地熱等清潔能源逐漸替代石油等不可再生能源在世界能源構成中的比例趨勢不可逆轉。目前，許多國家制定了優(yōu)惠政策，扶持激勵相關的研發(fā)工作。在許多能源發(fā)展機構的支持下，一些具有經(jīng)濟效益的技術示范項目正在實施，新的電生產(chǎn)轉換循環(huán)、生產(chǎn)熱量的吸收泵等創(chuàng)新技術正在不斷被工業(yè)界接受?？梢灶A見，一旦技術創(chuàng)新讓地熱開發(fā)成本降低，世界必將迎來地熱大規(guī)模應用新時代。
“由溫轉熱”正當時
地熱能源協(xié)會于2012年5月23日發(fā)布全球地熱利用市場概述報告，認為2011～2012年是全球地熱發(fā)電規(guī)模大幅增長時期。截至2012年5月，全球安裝的地熱容量約為1122萬千瓦。盡管美國仍然是世界上領先的裝機容量國，約為320萬千瓦，但全球市場增長速度已明顯高于美國增長速度。
除美國外，一些后來者如土耳其、肯尼亞等國也陸續(xù)表達了發(fā)展地熱的愿望。土耳其已被視為“熱門”的歐洲地熱市場國家，并且是世界第七大最有前途的地熱資源產(chǎn)業(yè)國家，擁有200萬千瓦的地熱潛力。
世界銀行近日宣布，將在全球范圍努力推動發(fā)展中國家利用尚未充分開發(fā)的地熱資源，擴大利用可再生能源發(fā)電。世界銀行官員曾大力呼吁多邊銀行、各國政府和私營部門共同參與一項“全球地熱開發(fā)計劃（GGDP）”，以期更好地管理和降低鉆井風險，使目前處于邊緣的可再生能源進入主流，為千百萬人提供電力。
許多發(fā)展中國家集中的地區(qū)包括東亞、東南亞、中美洲和安第斯地區(qū)具有豐富的地熱資源，至少有40個國家擁有足夠的地熱潛力可以滿足他們很大一部分電力需求。“全球地熱開發(fā)計劃”的初步目標是籌集5億美元，捐助方可通過幫助識別可行的項目，通過雙邊援助及氣候投資基金（CIF）或全球環(huán)境基金（GEF）等現(xiàn)有渠道參與該計劃。“全球地熱開發(fā)計劃”將由世界銀行的“能源部門管理援助計劃（ESMAP）”負責管理。據(jù)介紹，世行對地熱開發(fā)的融資已從2007年的7300萬美元增至2012年的3.36億美元，目前在世行可再生能源貸款總額中的比重接近10%。
