深藏地下的电能正在成为科技巨头和财阀们眼中的清洁资源富矿。

近日谷歌与沃伦·巴菲特帝国旗下的 NV Energy 签署协议，从Fervo Energy运营的地热设施购买115兆瓦可再生能源，为其位于内华达州的数据中心供电。

可再生风电场或太阳能发电场不仅为数万户家庭供电，其中很大一部分还贡献于谷歌、Meta、X和亚马逊这样的科技巨头在世界各地运营的数据中心。

巨头们对清洁电力的挖掘已经从地表探伸到地下。早在几年前巴菲特就开始关注地热，2023 年伯克希尔哈撒韦能源拥有的可再生能源发电能力中已经有4%来自地热能；为了实现减排承诺，谷歌对地热能的关注始于2021年。

地热发电究竟能带来多少环境效益？在与美国地热资源储量差不多的中国，这种可持续清洁电力的发展现状又如何？

低成本，低碳排

地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术，其基本原理与火力发电类似，但不同的是这种发电方式是可持续的。

根据地热能协会估计，目前全球地热能仅利用总潜能的6.9%，政府间气候变化专门委员会则估计全球地热能潜能在35吉瓦至2太瓦之间，因为其提取的热量仅占地球内部热能很小的一部分。

这种发电方式还具有显著的经济和环境效益。一方面，与其他类型的储能方式相比，地热储能具有成本低的优势。

一项针对荷兰深层含水层储能系统的经济效益分析发现，大型深层含水层储能系统中注入75℃热水时，提取每吉焦热能的成本价格仅为3.5欧元，如果将热水温度进一步提升，储能将进一步下降。同样，另一项研究通过深层含水层储能系统的平准化能源成本计算模型，预测了荷兰深层含水层储能系统的平准化能源成本，大约为每吉焦热能2.76欧元，而同期天然气平准化能源成本达到了10欧元以上。

而另一方面，从节能减排的角度来看，地热储能技术在减少二氧化碳排放量方面的贡献相当可观。根据对瑞典地区的一项研究发现，采用深层含水层储能系统与太阳能供热系统相结合的办法，比现有能源供应体系节能16吉瓦时，二氧化碳减排量达到了2654吨。

对荷兰地区的深层含水层储能系统的评估结果显示，使用深层含水层储能将节约83%的化石燃料，减排二氧化碳达到了31000吨。

政府间气候变化专门委员会的报告称，地热能发电站的温室气体排放量平均约为每千瓦时45克二氧化碳，还不到传统燃煤电厂排放量的5%。

但中国石油大学碳中和未来技术学院的一位专家表示，地热储能技术在运行过程中也可能造成其他环境问题。这种影响主要来自于以含水层型地热储能为主的地热储能方式，尤其是浅层技术在流体回灌和采热过程中，地面流体携带重金属元素、有害微生物等有害物质进入地下水系统，同时在地热过程中将地下含水层中的有害物质带入地表浅层水系，对饮用水源造成污染。

中国的难题

为了促进地热能资源的开发利用，希腊、印度尼西亚、秘鲁等多个国家设定了地热发展目标。

2021年，中国国家发展改革委员会、国家能源局和财政部等多部门也联合发布《关于促进地热能开发利用的若干意见》提出，到2025年，在资源条件好的地区建设一批地热能发电示范项目，全国地热能发电装机容量比2020年翻一番；到 2035 年，地热能发电装机容量力争比2025年翻一番。

事实上，中国地热发电实践始于1970 年，广东丰顺地热发电站的投产使中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。早在1977年，中国第一座兆瓦级高温地热电站在西藏羊八井就已经发电成功。

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；之后中国地热发电产业发展几乎停滞，地热发电装机容量未出现明显增长，中国深层地热发电尚处于探索阶段，仅有少量试验机组运行，未实现规模化发电。

中国地热资源储量丰富，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。《地热能开发利用“十三五”规划》指出，中国浅层地热能年可开采资源量折合7亿吨标准煤；水热型地热能资源量折合1.25万亿吨标准煤，年可开采量折合19亿吨标准煤；埋深3000-10000米干热岩型地热能基础资源量折合标准煤 856万亿吨。

不过，中国科学院地质与地球物理研究所的报告也显示，目前中国可勘探地热资源以中低温地热为主，这也是中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。

截止2020年底，中国地热发电装机容量为44.56兆瓦，与《地热能开发利用“十三五”规划》中计划新增地热发电装机容量500兆瓦的目标差距较大；地热发电装机容量从20世纪70年代末的第8位下降到目前的近20位，地热发电装机不足全球的1%，发展明显落后于国外。

“中国地热资源开发存在地质背景复杂，资源富集机理不清，埋藏深度大，工程地质条件复杂，开发技术难度大，一定程度上限制了地热资源的开发利用。由于前期的勘探和技术投入巨大，地热发电站的效益有待评估，由于技术问题，利润也不高，经济性也制约了进一步发展。”上述研究所一位研究人士如是解释道。

当下全球地热发电国家共30个，地热发电装机容量15.95吉瓦，相比2015年增长约27%，排名前五的国家分别为美国、印度尼西亚、菲律宾、土耳其和肯尼亚。据国际能源署 （IEA）预测，2040年全球地热直接装机容量将达到650吉瓦。

直接利用主要集中在欧洲区域，法国、德国、匈牙利等国应用温度高于100℃的地热资源进行供暖，目前法国地热直接利用装机容量524兆瓦，德国460兆瓦，匈牙利319兆瓦。据Rystad Energy预测，受能源危机影响，至2030年欧盟各国将钻探约1100口地热井用于区域供暖。

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