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3月18日，美国能源部（DOE）发布题为《商业腾飞之路：下一代地热发电》（Pathways to Commercial Liftoff: Next-Generation Geothermal Power）的报告，阐述了美国到2050年实现先进地热发电装机容量达到90吉瓦（GW）以上的路线图，并提出了实现商业规模的关键挑战和潜在解决方案。

1 下一代地热发电技术现状

下一代地热技术可以从无处不在的热岩中制造储层，而无需在独特的地质环境中寻找自然存在的储层。据估计，美国的传统地热资源约有40 GW，但目前被发现的地热资源仅占25%。由于需要定位独特的地质环境，美国的地热部署被限制在大约4 GW。下一代地热技术将分布在美国大部分地区的地热资源潜力扩大到5500 GW，并且不再需要寻找独特的地质环境。

下一代地热技术即将具有成本竞争力。随着近期美国在地热发电领域取得的技术突破，到2030年美国增强型地热系统（Enhanced Geothermal Systems, EGS）平均成本有望达到60~70美元/兆瓦时，到2035年接近“增强型地热攻关计划”（Enhanced Geothermal Shot）设定的45美元/兆瓦时的成本目标。

技术上的成功促进了下一代地热市场的发展势头。DOE的EGS示范项目“地热能前沿观测研究计划”（Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy, FORGE）的钻井速度在3年内提高了5倍以上，在美国的前2个大规模商业EGS试点中，每口井的开发成本从1300万美元降至500万美元以下。第一个现场规模的闭环示范项目于2022年完成，预计2028年在德国完成闭环商业试点。自2021年以来，地热市场准入不断增加，开发商筹集的资金也逐年增加。

2 通往商业规模的路径

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2个阶段进行。

（1）实现腾飞。到2030年，在4~6个州总体部署约2~5 GW的下一代地热发电，需要投资200~250亿美元，才能组装出所需的验证套件，以降低地热部署的风险。以下4个关键因素有助于确保到2030年实现腾飞：①到2030年，成本降低至60~70美元/兆瓦时的全国平均平准化度电成本（Levelized Cost of Electricity, LCOE）（竞争地区为40~50美元/兆瓦时）；②为新市场进入、技术方法和地质环境进行大规模示范；③精心设计电力购买协议（Power Purchase Agreements, PPAs），体现下一代地热清洁电力的价值；④尽早并持续地参与社区活动。

（2）实现规模化。①到2050年，下一代地热发电实现商业规模（扩大到88~125 GW）需要投资2250~2500亿美元，同时利用具有可转移专业知识的数十万现有工人。②随着下一代地热产业的成熟，可能会出现新的开发人员类别、投资来源和推动部署的开发模式。

3 挑战和潜在解决方案

下一代地热产业要实现腾飞和规模化，必须克服5大挑战。

（1）过高的前期成本和风险限制了开发资金与地理范围。潜在解决方案包括：①需要从各种渠道获得50亿美元的早期开发资金，用于资助在不同地质环境中首次部署验证套件；②提供需求侧市场信号，如高价值的PPAs，激励对初始部署的投资；③通过研发投入，在地热开发活动中进行现场测试和创新；④开发新的金融产品，以降低钻井成本。

（2）感知和实际操作风险限制了开发需求与投资。潜在解决方案包括：进行战略性示范选址和早期部署的数据传播，以证明电力生产的可持续性。

（3）由联邦许可驱动的漫长且不可预测的开发生命周期。潜在解决方案包括：①在获得授权的情况下，合并和简化许可过程中的具体步骤；②进行技术变革，使流程变得更加精简；③在获得授权的情况下，集中提供地热特定许可的专门知识。

（4）现有的商业模式低估了下一代地热的潜力。潜在解决方案包括：①制定规划政策，鼓励高成本、高价值电力；②利用灵活的地热作业来获取最高价值的电力；③提供新的商品销售模式，例如，地热开发人员为多种目的提供热能。

（5）在某些情况下可能会引起社区的反对。潜在解决方案包括：①坚持长期建立的诱发地震活动和环境监测最佳实践；②尽早、频繁和透明地与社区就选址和潜在项目开发进行交流。