摘要:地熱能發(fā)電技術,憑借其利用地球深部地熱資源進行能量轉換的獨特優(yōu)勢,展現(xiàn)出了環(huán)保、可持續(xù)和穩(wěn)定的顯著特點。根據(jù)IRENA的權威數(shù)據(jù),全球地熱能發(fā)電裝機容量自2013年至2022年呈現(xiàn)出了穩(wěn)健的增長態(tài)勢。具體而言,從2013年的10786MW起步,歷經(jīng)數(shù)年的穩(wěn)步發(fā)展,終于在2023年達到了14846MW的裝機容量,并在同年實現(xiàn)了1.32%的同比增長。地熱能發(fā)電作為一種清潔且可持續(xù)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。
一、定義及分類
地熱是來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。
二、行業(yè)政策
1、主管部門和監(jiān)管體制
地熱行業(yè)主管部門主要為國家發(fā)改委、國家能源局等。國家發(fā)展與改革委員會作為國家經(jīng)濟的宏觀調控部門,負責制定我國的能源發(fā)展規(guī)劃、電價政策,并具體負責項目審批及電價制定。國家能源局主要職責是研究提出能源發(fā)展戰(zhàn)略的建議,擬定能源發(fā)展規(guī)劃,研究提出能源體制改革的建議,推進能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施,組織可再生能源和新能源的開發(fā)利用,組織指導能源行業(yè)的能源節(jié)約、能源綜合利用和環(huán)境保護工作。按國務院規(guī)定權限,審批、核準國家規(guī)劃內和年度計劃規(guī)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)會可再生能源專委會、中國可再生能源學會等。中國資源綜合利用協(xié)會可再生能源專委會致力于推動可再生能源領域技術進步和先進技術的推廣,積極促進中國可再生能源產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化發(fā)展,是聯(lián)系國內外產(chǎn)業(yè)界與政府部門和科研機構的重要紐帶。中國可再生能源學會旨在成為科技工作者、企業(yè)和政府之間的橋梁,對外學術交流和技術合作的窗口,致力于促進我國可再生能源技術的進步,推動可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2、行業(yè)相關政策
隨著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與應用,包括地熱能利用技術開發(fā)與設備制造,可再生能源供暖技術的開發(fā)與應用。這不僅有助于推動地熱技術的創(chuàng)新,提高地熱能的利用效率,還將促進地熱相關產(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利,這標志著地熱供暖技術的初步形成。同期,中國處于清末和北洋政府時期,由于歷史和社會動蕩,地熱技術在中國并未得到廣泛關注和應用。
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,隨著新中國的成立和科技的逐步發(fā)展,地熱技術開始回歸中國。一批科技工作者開始對地面輻射供暖技術進行研究,并付諸于具體的工程實踐。一些重要的公共場所,如人民大會堂、故宮和華僑飯店等,開始采用地面輻射供暖技術,標志著地熱技術在中國得到初步應用。
2004年至2016年的成長與專業(yè)化階段。在這一階段,中國地熱能的開發(fā)利用呈現(xiàn)出規(guī)?;?、專業(yè)化的特點。隨著相關產(chǎn)業(yè)政策的推動,地熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展駛入快車道。國內陸續(xù)出現(xiàn)了許多代表性的企業(yè),設備逐步由小型向中大型、由粗糙型向專業(yè)型過渡,技術研發(fā)成果市場化、產(chǎn)業(yè)化的步伐不斷加快。借此,中國迅速成長為全球地熱能直接利用量最大的國家。
2017年至今的快速成長與多元化應用階段。隨著技術的進步和市場的擴大,中國地熱行業(yè)進入了快速成長階段。地熱能的應用范圍不斷擴展,不僅在供暖領域得到廣泛應用,還涉及發(fā)電、溫泉旅游等多個領域。政府繼續(xù)加大對地熱行業(yè)的政策扶持,鼓勵技術創(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,成為推動清潔能源發(fā)展的重要力量。
四、行業(yè)壁壘
1、技術壁壘
地熱能的開發(fā)利用涉及到復雜的地下工程技術和熱力學原理,需要企業(yè)具備專業(yè)的技術團隊和研發(fā)能力。目前,地熱能的開采和利用技術尚未完全成熟,尤其是在高溫地熱發(fā)電領域,技術難題仍然較多。此外,地熱資源的勘探、評估、開發(fā)和運營也需要專業(yè)的技術支撐和豐富的經(jīng)驗積累。因此,對于缺乏技術實力和經(jīng)驗的企業(yè)來說,進入地熱行業(yè)存在一定的難度。
2、政策壁壘
雖然中國政府近年來出臺了一系列支持地熱等清潔能源發(fā)展的政策,但在實際操作中,仍然存在一些政策壁壘。例如,地熱資源的開采和利用需要遵守嚴格的環(huán)保規(guī)定和安全標準,企業(yè)需要投入大量資金和時間進行前期準備和審批工作。此外,不同地區(qū)的政策執(zhí)行力度和標準也可能存在差異,給企業(yè)帶來一定的不確定性和風險。
3、市場壁壘
目前,地熱行業(yè)的市場規(guī)模相對較小,市場競爭激烈,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采難度較高,導致地熱項目的投資回報周期較長,風險較大。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)鏈上游主要為開采地熱資源的設備,包括鉆具穩(wěn)定器、鉆機、壓裂設備、井口裝置等相關設備的供應,確保地熱能高效、安全開采。產(chǎn)業(yè)鏈中游為地熱資源的生產(chǎn)運營商。產(chǎn)業(yè)鏈下游為地熱發(fā)電、地熱供暖和制冷、地熱農(nóng)業(yè)、地熱旅游等應用領域。
2、行業(yè)領先企業(yè)分析
(1)開山集團股份有限公司
開山集團股份有限公司是一家從事裝備制造及新能源開發(fā)的公司,主要業(yè)務分為壓縮機研發(fā)、制造、銷售及地熱發(fā)電——包括地熱開發(fā)、電站運營、向客戶提供地熱電站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”,開山集團展現(xiàn)出了驚人的實力與潛力。在2022年,公司成功為全球貢獻了超過25%的地熱新增裝機容量,業(yè)務觸角更是延伸至印尼、中東歐、肯尼亞、土耳其等多個國家,國際影響力日益凸顯。值得一提的是,開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型,提供定制化最佳技術方案的制造商。這一獨特的優(yōu)勢使得公司在地熱發(fā)電領域具備了強大的競爭力,也為公司的經(jīng)營指標提供了強有力的支撐。2023年前三季度,開山股份營業(yè)收入為31.25億元,同比增長15.74%;歸母凈利潤為3.47億元,同比增長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、綜合能源服務于一體的省級資本控股的綜合能源上市公司。在地熱領域,豫能控股下屬公司長垣豫正清潔能源有限公司承建了長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,通過地熱交換器將地下熱能轉換為室內溫度。項目可服務居民1200多戶,預計每年減少排放二氧化碳2220.97噸。這一項目標志著豫能控股在地熱能供暖領域實現(xiàn)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,實現(xiàn)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(xù)發(fā)展提供了新的動力。未來,豫能控股將繼續(xù)圍繞農(nóng)村能源革命,積極推廣地熱能供暖應用,努力成為鄉(xiāng)村振興的踐行者。2023年前三季度,豫能控股營業(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58.47%。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
地熱能發(fā)電技術,憑借其利用地球深部地熱資源進行能量轉換的獨特優(yōu)勢,展現(xiàn)出了環(huán)保、可持續(xù)和穩(wěn)定的顯著特點。根據(jù)IRENA的權威數(shù)據(jù),全球地熱能發(fā)電裝機容量自2013年至2023年呈現(xiàn)出了穩(wěn)健的增長態(tài)勢。具體而言,從2013年的10786MW起步,歷經(jīng)數(shù)年的穩(wěn)步發(fā)展,終于在2023年達到了14846MW的裝機容量,并在同年實現(xiàn)了1.32%的同比增長。地熱能發(fā)電作為一種清潔且可持續(xù)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。
七、發(fā)展因素
1、機遇
(1)技術進步
隨著科技的不斷進步和創(chuàng)新,地熱開發(fā)利用技術不斷提升,為中國地熱行業(yè)帶來了巨大的發(fā)展機遇。近年來,中國地熱勘查技術、地熱井鉆探技術、地熱發(fā)電技術等方面取得了顯著進展,尤其是新型地熱發(fā)電技術的涌現(xiàn),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)展提供了堅實的技術支撐,為地熱資源的可持續(xù)開發(fā)利用開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《關于推進地熱能發(fā)展利用的指導意見》,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和開發(fā)利用工作。同時,各級地方政府也相繼出臺了一系列支持地熱能開發(fā)利用的地方性政策和補貼政策,為地熱項目的實施提供了經(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導向,為地熱資源的開發(fā)利用提供了有力支持。
(3)市場需求
隨著全球氣候變化問題的日益嚴重,清潔能源的需求不斷增長。地熱能作為一種清潔、高效、可持續(xù)的能源形式,具有巨大的應用潛力。在供暖、制冷、發(fā)電等領域,地熱能都有著廣泛的應用前景。同時,隨著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空間。
2、挑戰(zhàn)
(1)資源分布不均
地熱資源在中國的分布并不均衡,優(yōu)質的地熱資源往往集中在某些特定地區(qū),如西藏、云南、四川等地。這使得地熱項目的開發(fā)存在地域限制,對于其他地區(qū)來說,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(qū),資源的品質也存在差異,部分地區(qū)的地熱資源可能并不適合大規(guī)模的商業(yè)開發(fā)。此外,地熱資源的深層開發(fā)利用面臨著技術和經(jīng)濟上的挑戰(zhàn)。由于地熱資源存在深埋、地下水位變化、地溫梯度不足等問題,使得地熱資源的勘查、開發(fā)、利用難度較大。
(2)市場接受度低
由于地熱能的應用相對較新,公眾對其了解不足,導致市場需求有限。此外,地熱能項目的投資成本較高,回報周期較長,使得一些投資者望而卻步。同時,地熱能與傳統(tǒng)的化石能源相比,在價格上并不具備明顯優(yōu)勢,這也限制了其在市場上的競爭力。
(3)環(huán)境保護壓力
地熱開發(fā)利用過程中,存在地下水污染、地表環(huán)境破壞、地震活動增加等環(huán)境保護問題,給當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來一定壓力。尤其是在地熱資源開發(fā)利用過程中,可能產(chǎn)生的地下水污染問題,對周邊水源、土壤和生態(tài)系統(tǒng)造成潛在威脅。此外,地熱開發(fā)利用也可能會引發(fā)地震活動,增加地質災害風險,對當?shù)厣鐣€(wěn)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,實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏。
八、競爭格局
根據(jù)IRENA的權威數(shù)據(jù),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%,盡管其領先地位穩(wěn)固,但近年來其占全球比重一直處于下滑趨勢;與此同時,印度尼西亞在全球的占比則呈現(xiàn)出穩(wěn)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(xiàn)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(shù)據(jù)目前僅更新至2018年,當時僅為26MW,占全球比重僅為0.20%,這顯示出中國在地熱能發(fā)電領域仍有巨大的成長空間。隨著技術的不斷進步和市場的逐步開放,中國有望在地熱能發(fā)電領域實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
九、發(fā)展趨勢
1、技術創(chuàng)新
隨著科技的不斷進步,地熱能的開發(fā)利用技術將得到進一步的提升和優(yōu)化。例如,地熱勘探技術將更加精準,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發(fā)提供有力支持。同時,地熱發(fā)電技術也將取得突破,提高地熱能的轉換效率,降低運營成本,使其更具競爭力。此外,隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術的廣泛應用,地熱能的智能化管理和運營將成為可能,推動地熱行業(yè)向更高效、更環(huán)保的方向發(fā)展。
2、市場需求不斷增長
中國政府高度重視清潔能源的發(fā)展,將繼續(xù)出臺一系列優(yōu)惠政策來支持地熱能的開發(fā)利用。這些政策將包括財政補貼、稅收優(yōu)惠、項目融資等多個方面,為地熱行業(yè)的發(fā)展提供有力保障。同時,隨著全球能源結構的轉型和應對氣候變化的壓力增大,市場對清潔能源的需求將持續(xù)增長。地熱能作為一種清潔、可再生的能源形式,將受到越來越多的關注和青睞。
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(tǒng)領域,還將與旅游、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等多個領域進行深度融合。例如,利用地熱資源發(fā)展溫泉旅游、地熱農(nóng)業(yè)等新興產(chǎn)業(yè),不僅可以提高地熱能的附加值,還可以帶動相關產(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)進行協(xié)同發(fā)展,共同推動中國能源結構的優(yōu)化和升級。
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