地热能是地球内部以热的形式蕴藏的能量，它的主要来源是地球的熔融岩浆和内部放射性物质衰变。由于地球内部一直在不停地释放热量，因此，地热能取之不尽用之不竭，是一种可再生能源，具有储量丰富、分布广泛、清洁环保、稳定可靠等特点，被列为五大非碳基能源之一。

地热能的开发利用路径宽广，主要可分为直接利用和地热发电两种。针对浅层及中低温的水热型地热资源，通常以直接利用为主，广泛应用于地源热泵、地热供暖、温泉康养、温泉农业等领域。对于高温水热型地热资源，地热发电则成为了更具价值的转化途径。

在全球传统能源市场动荡和绿色低碳发展理念的推动下，地热发电逐步成为调整能源结构、节能减排、改善环境、助力“双碳”目标实现的重要选择。

什么是地热发电？

地热发电是以地下热水与蒸汽为动力源，将地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程。

地热发电的工作过程首先是通过钻探井将热水或蒸汽带到地表，再将其送入涡轮机。涡轮机进行转轴动作，同时将涡轮机的热量转换为机械能，最后通过发电机产生电能，将电能中继到供电系统使用。

由于地热资源种类多、品质不同，地热发电方式多种多样。现有的地热发电技术主要包括干蒸汽发电、闪蒸式发电、双循环发电和全流发电技术。新兴的发电技术主要有干热岩发电、热伏发电等。

地热发电的发展意义

传统的化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体，而地热发电不会产生任何废气、废水和固体废弃物等污染物，对环境的影响非常小。

△数据来源：IRENA

地热发电的碳减排效应更为突出

同时，许多区域的能源消费仍然依赖于传统的化石燃料，这导致了能源结构单一和依赖性过高的问题。而地热发电作为一种新兴的能源形式，可以让能源结构变得更加多样化。

并且相对于风电、太阳能等新能源来说，地热发电不受到季节和天气等因素的影响，能够提供稳定的能源供应。地热发电还可以和区域电网中风电、光伏等不稳定电源形成多能互补，提供稳定可靠的基础电源和调峰能力。

根据2020年6月国际可再生能源署（IRENA）发布的《可再生能源发电成本2019》显示，地热发电初始投资较大，但全寿命较长，在单位发电成本方面具有长期经济竞争性。

△数据来源：IRENA

在推动应对气候变化的政策下，越来越多的区域将清洁能源作为能源转型的重要选择，地热发电必将在这个领域发挥越来越重要的作用。

地热发电的发展历程与现状

早在 20 世纪初，世界范围内就开始了地热发电的探索。1904年，意大利托斯卡Larderello地热田首次利用地热能驱动小型发电机发电；1913年，在该地热田建立了世界首座地热发电站，装机容量为250 kW。

我国地热发电实践始于1970年，广东丰顺86kW地热发电站的投产使我国成为世界上第八个成功利用地热进行发电的国家。之后，河北怀来、江西宜春等地陆续建成了中低温小型地热发电站。1977年，中国第一座兆瓦级高温地热电站在西藏羊八井发电成功。

△广东丰顺县邓屋地热发电站

然而，大多数地热发电站在运行一段时间后，由于效率和经济效益不佳等问题而关闭。目前，华北、云南、河北等地有中低温地热发电项目建设，高温地热发电项目主要集中于西南地区，国内在运行的地热发电站主要有西藏羊八井、西藏羊易地热电站等。

△西藏羊八井地热电站

根据2023年世界地热大会发布的《世界地热发电进展》报告显示，目前全球已有31个国家有地热发电厂在运行，全球地热发电总装机容量已经从1980年的2110MW增长到目前的16260MW。

主要分布在亚洲、北美洲、欧亚大陆和大洋洲。其中，美国、印度尼西亚、菲律宾、土耳其、新西兰和墨西哥等国家的地热发电规模和占比较大。截至2022年底，中国地热发电装机量为53.45兆瓦，仅占世界地热发电装机量的0.33%。

△全球地热发电装机容量变化

△美国盖瑟尔斯（Geysers）地热发电厂

坐落在圣安德烈斯大断裂带上

世界上装机容量最大的地热田

利用高温干蒸汽发电

中国地热资源分布呈现从中部向东部和西南部地热资源增多、温度升高的趋势。已有研究表明，我国适用于发电的地热资源主要分布在西南和东南沿海地区，总发电潜力达996万kW。但是目前，我国可勘探地热资源以中低温地热为主，这也是我国地热资源储量与美国相当，但是发电装机容量相差甚远的原因之一。

除此之外，我国目前在地热发电方面还普遍面临着地热资源勘探技术相对滞后、设备除垢投入经费大、地热资源分布与电力消纳需求不匹配等一系列问题。地热发电技术的成熟度和经济性成为制约地热发电的关键。

地热发电的发展趋势与前景

尽管目前在全球范围内，我国的地热发电规模相对较小，但不容忽视的是，我国地热资源储量极为丰富，其发电利用的潜力巨大。在“双碳”目标的引领下，随着相关技术的不断突破，地热能发电量有望实现快速增长，展现出广阔的市场前景。

同时，随着《“十四五”可再生能源发展规划》的出台，进一步明确了我国在地热能开发上的积极态度。该规划不仅强调要积极推进地热能的规模化开发，还提出要全面推进浅层地热能的开发利用，并有序推动地热能发电的发展。

这充分体现了我国对可再生能源及碳中和目标的深切关注，同时也彰显了我国在地热发电领域不断加大的支持力度。未来，广泛结合地域特点、科学规划开发、按需提供能源将成为地热发电大规模发展的必由之路。

华捷地热也必将紧随国家双碳战略的步伐，在技术创新领域不断探索前行，为地热温泉综合开发利用全链条赋能。面对全球地热发电领域长期普遍存在的地热井和设备频繁、严重结垢且清垢费用高的问题，华捷地热自主研发出了一项重碳酸盐泉阻垢除垢技术。

TIPS▶该项技术总计获得4个国家专利授权，专利号分别为：ZL202122228670.7

ZL202122228732.4

ZL202122228731.X

ZL202111073838.X

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1适用对象

该项技术适用于重碳酸盐泉，矿化度高、钙镁离子含量较高的重碳酸盐泉应用效果更佳。

2 技术原理

· 主要利用碳酸盐矿物的特性，通过在温泉井下增压，促使碳酸钙转变为易于溶解的碳酸氢钙，在源头上有效遏制温泉井下结垢现象的发生；

· 当这些处理后的温泉水或流体进入温泉井上真空环境时，碳酸钙会大量形成并提前析出，确保后端系统清洁无垢，彻底根除温泉井下及井上管网系统的结垢顽疾。

3应用效果

· 直接节省每年专用于除垢产生的高额运维费；

· 减少发电设备的磨损，有效延长使用寿命；

· 确保发电设备能够持续高效、稳定地运转，大幅提升地热发电效率；

· 不添加任何阻垢药剂，最大限度维持温泉水质特性；

· 析出来的垢物可以回收利用开发温泉衍生品，增加收益。

此外，目前国内外大多地热发电站主要采用“取热不取水”模式利用高温段的热能进行发电，而其余温段的热能资源以及潜在的矿能与水能资源，却未得到充分的开发与利用。

作为长期专注于地热温泉领域的技术型企业，华捷地热凭借十余年的行业深厚积累与技术创新优势，不仅能够赋能地热发电行业，还能够为地热温泉综合开发利用量身定制一套全面的技术解决方案，横跨供暖、烘烤、旅游、医康养、农业、双碳、数字化等行业，旨在深度挖掘并高效转化地热温泉资源的潜在价值，最大化实现地热温泉资源的吨水效益，推动地热温泉资源与一二三产业深度融合，为项目（企业）降本提质增效促发展以及为区域经济走绿色低碳转型之路提供强有力的支撑和保障。