美国能源部发布下一代地热发电路线图

作者: 2024-06-14 15:34 来源:
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318日,美国能源部(DOE)发布《下一代地热能发电商业化扩张路径》报告[1],指出了实现到2050年先进地热能发电容量超过90吉瓦目标面临的挑战和解决方案。报告指出,最近的技术进展表明,到2030年美国地热能发电的平均成本将降至60~70美元/兆瓦时,有望实现“增强型地热攻关计划”到203545美元/兆瓦时的成本目标。报告提出了到2050年发展地热能发电的分阶段措施建议,要点如下:

1、地热能发电现状及趋势。地热能发电技术进步已证明其能够作为保障能源安全、促进清洁发电的关键途径。下一代地热能发电具有独特的价值,包括劳动力和供应链风险小、土地利用率低和发电能力灵活等。下一代地热能技术将改变地热能发电现状,其可利用广泛存在的热岩建造储层,无需寻找自然储层;可将地热资源潜力扩大到5500吉瓦,且可部署在美国大部分地区;并将很快具有成本竞争力。技术进步推进了下一代地热能发电市场强劲发展,美国能源部增强型地热系统示范项目“地热能前沿观测研究计划”(FORGE)的钻井速度在3年内提高了5倍以上,地热井开发成本从上一个示范项目的1300万美元降至500万美元以下。

2、下一代地热能发电商业扩张路径。在持续研发以追求技术突破的背景下,下一代地热发电的全面部署可以分两个阶段进行。

1)实现商业化。到2030年,在4~6个州总计部署约2~5吉瓦下一代地热发电设施,在5~10种不同地质环境中成功示范,这需要200~250亿美元的投资,以降低部署风险。4个关键因素有助于确保实现这一目标:到2030年,平准化度电成本(LCOE)降至60~70美元/兆瓦时;针对新的市场参与者、技术方法和地质环境进行大规模示范;设计合适的购电协议以体现下一代地热能发电的价值;尽早并持续参与社区活动。

2)实现规模化。到2050年,下一代地热能发电实现规模化,预计部署88~125吉瓦地热能发电设施,这需要2250~2500亿美元的投资,同时具有数十万专业工人可转入地热能发电行业。随着下一代地热能发电行业的成熟,可能会出现新的开发人员、投资来源和开发模式,最终实现完全成熟和低风险的地热能行业,可使用传统融资模式来开发项目。可分为两个发展阶段:到2040年,在竞争区域增强地热能发电部署的可行性,可利用现有劳动力和供应链生产设备和交付项目;到2050年,将下一代地热能发电部署至全国。

3挑战和潜在解决方案。下一代地热能发电实现规模化必须克服五大挑战。

1)过高的前期成本和风险将限制融资和部署范围。潜在解决方案包括:从各种渠道获得50亿美元的早期开发资金,用于资助在不同地质环境中的首次部署;提供购电协议等需求侧市场信号,以激励对初始部署的投资;通过研发投入,在地热开发活动中进行现场测试和创新;开发新的金融产品,以降低钻井成本。

2)运行风险可能限制开发需求和投资。潜在解决方案包括:进行战略性示范选址并传播十余个早期部署项目的数据,以显示其持续电力生产的能力。

3)许可、互连等流程导致项目开发生命周期较长,且难以预测。潜在解决方案包括:在获得授权的情况下,合并和简化许可过程中的具体步骤;进行技术变革以精简流程;在获得授权的情况下,集中提供地热能许可相关知识。

4)现有商业模式低估了下一代地热能发电的潜力。潜在解决方案包括:制定规划政策,鼓励高成本、高价值电力;通过地热能的灵活运行以获得最高的发电价值;针对多种地热能需求提供新的商业模式。

5)可能引起社区反对。潜在解决方案包括:坚持地热能诱发地震活动和环境监测的最佳实践;尽早与社区就地热能选址和项目开发进行频繁且公开的交流。                                                (岳芳 廖琴)



[1] Pathways to Commercial Liftoff: Next-Generation Geothermal Power. https://liftoff.energy.gov/next-generation-geothermal-power/


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