2022年地?zé)崮苄袠I(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢分析

1、2022年地?zé)崮苄袠I(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢分析1、 地?zé)崮軆α烤薮螅且环N重要的可再生能源壓縮機(jī)地球內(nèi)部蘊(yùn)藏著巨大的能量。由于地球表面持續(xù)受到太陽輻射以及地 球內(nèi)部不斷進(jìn)行著放射性元素的衰變，地球內(nèi)部在不斷產(chǎn)生熱能。地球內(nèi)部 溫度很高，并且離地心越近，溫度越高，平均深度增加 100 米，地層溫度升 高 2.5，地心溫度接近 7000。地球內(nèi)部的能量由地球形成之初和放射性元素衰變構(gòu)成，分別占有 20%和 80%，熱能從溫度高的地核傳導(dǎo)到地面，因 此離地心越近的地方能量密度越大，并且地球內(nèi)部的熱量會將地殼中的地下 水加熱，使得熱水和蒸汽滲透出地面，從而形成了從美國黃石公園到我國西 藏羊八井等地壯觀的地

2、熱噴涌奇觀。每年從地球內(nèi)部傳到地面的熱能相當(dāng)于 100W（1W=1000 萬億 W=1015 W），折合 100 萬億度電，是 2010 年 全球耗電量 18.466 萬億度的 5 倍以上。地?zé)崮苁且环N重要的清潔可再生能源。地?zé)崮苁且环N存在于地球內(nèi)部巖土 體、流體和巖漿體中，并且可以被人類開發(fā)利用的熱能，其根本來源是地球 的熔融巖漿和放射性元素衰變時發(fā)出的熱量。地?zé)崮芸梢砸l(fā)火山爆發(fā)以及 地震，能量巨大。地?zé)崮苁且环N可再生能源，并且不會導(dǎo)致大氣污染，具有 儲量大、分布廣、綠色低碳、穩(wěn)定可靠等特點。根據(jù)美國地?zé)崮軈f(xié)會官方數(shù) 據(jù)，地?zé)崮苷伎稍偕茉吹谋壤秊?6.2%，是一種重要的新能源。地?zé)崮苤?

3、要存在形式為蒸汽、熱水、地壓、干熱巖和熔巖，目前最主要的利用形式包 括蒸汽和熱水。地?zé)崮芫哂卸喾N分類。根據(jù)地?zé)崮苄再|(zhì)和存在狀態(tài)的不同，可以分為熱水型 地?zé)崮?、蒸汽型地?zé)崮?、干熱巖型地?zé)崮?、地壓型地?zé)崮?、巖漿型地?zé)崮堋?沉積盆地型地?zé)崮艿?；根?jù)儲存位置的不同，可以分為淺層地?zé)崮埽囟鹊?于 25、深度小于 200 米）、中深層地?zé)崮埽囟雀哂?25、深度在 3000 米以內(nèi)）和超深層地?zé)崮埽囟雀哂?150、深度大于 3000 米）等；根據(jù) 熱儲溫度的不同，可以分為高溫地?zé)崮埽?50300）、中溫地?zé)崮?（90150）和低溫地?zé)崮埽?590），其中低溫地?zé)徇€可分為溫水 （2540）、溫?zé)崴?0

4、60）和熱水（6090）。地?zé)嶂苯永煤偷責(zé)岚l(fā)電是主要形式。地?zé)崮芰烤薮?，地核溫度可達(dá)到 7000，但是難以直接被人類應(yīng)用。根據(jù)地?zé)崮茉戳黧w的溫度不同，利用的 方式也不同。200400的地?zé)崮芸梢灾苯佑糜诎l(fā)電，150200的地?zé)崮?可用于制冷、工業(yè)干燥和工業(yè)熱加工，100150的地?zé)崮芸梢杂糜诠┡?脫水加工、回收鹽類、罐頭食品等，050的地?zé)崮芸梢杂糜阢逶　⑺a(chǎn)養(yǎng) 殖、飼養(yǎng)牲畜、土壤加溫等。我國主要用于地?zé)岚l(fā)電、地?zé)岵膳?、地?zé)崴?療、構(gòu)筑地?zé)岱恳约胺N植和養(yǎng)殖業(yè)等。目前，根據(jù)地?zé)釡囟忍菁夐_發(fā)和綜合 利用已經(jīng)成為國外地?zé)犷I(lǐng)域研究探索的熱點方向。同時地?zé)岚l(fā)電資源較好的 國家或地區(qū)可以將地?zé)岚l(fā)電用于

5、制氫或者儲能，可以實現(xiàn)地?zé)豳Y源的有效和 合理的利用。擴(kuò)容式蒸汽發(fā)電系統(tǒng)是主要的地?zé)岚l(fā)電模式。目前全球地?zé)岚l(fā)電模式主要包 括適用于高溫?zé)崽锏母烧羝l(fā)電系統(tǒng)、適用于中高溫?zé)崽锏臄U(kuò)容式蒸汽發(fā)電 系統(tǒng)和適用于中低溫?zé)崽锏碾p循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其中擴(kuò)容式發(fā)電系統(tǒng)占地?zé)岚l(fā) 電市場的 57%。根據(jù) ReportLinker 預(yù)計數(shù)據(jù)，20202027 年，干蒸汽發(fā)電 系統(tǒng)、擴(kuò)容式蒸汽發(fā)電系統(tǒng)和雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)合增速為 8.4%、10.6%和 8.8%，擴(kuò)容式蒸汽發(fā)電系統(tǒng)仍然將占據(jù)主要市場份額，雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)占有 重要地位。2、“美印”領(lǐng)銜全球地?zé)岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，行業(yè)進(jìn)入“加速期”全球地?zé)崮苤饕植加?4 個高溫地

6、熱帶地區(qū)。國際能源署、中國科學(xué)院和中 國工程院等機(jī)構(gòu)的研究報告顯示，世界地?zé)崮芑A(chǔ)資源總量為 1.251027 焦 耳（折合 4.27108 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤），是當(dāng)前全球一次能源年度消費(fèi)總量的二 百萬倍以上（當(dāng)前全球一次能源消費(fèi)總量按 200 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤計算），地?zé)崮?資源龐大，可以顯著改善全球的能源問題。全球地?zé)崮苤饕性?4 個高溫 地?zé)釒?，分別是：大西洋中脊地?zé)釒В瑬|非裂谷地?zé)釒?，環(huán)太平洋地?zé)釒?以及地中海-喜馬拉雅地?zé)釒?。印度尼西亞地?zé)豳Y源儲量全球第一。印度尼西亞地?zé)豳Y源儲藏量居世界第 一，約為 29,000MW，占全球地?zé)豳Y源總量的 40%，相當(dāng)于 13 億桶原油， 目前僅利用了其地

7、熱能總量的 6%左右，大部分資源目前尚未得到開發(fā)，存 在潛力巨大的市場開發(fā)前景。地?zé)崮荛_發(fā)利用歷史悠久，全球地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)量約 16GW。人類對地?zé)豳Y 源的開發(fā)利用已超過 4000 年歷史，不過將其作為一種能源來開發(fā)利用是在 人類進(jìn)入工業(yè)文明時代以后才開始的。根據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局文獻(xiàn)中心數(shù)據(jù)， 2020 年全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量為 15950MW，而雷斯塔能源預(yù)測 2025 年全 球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到 24GW，相比 2020 年增長 50%以上。圖：2010-2025 年全球地?zé)岚l(fā)電總裝機(jī)容量（單位：MW）全球地?zé)岚l(fā)電量超過 90TWH，累計裝機(jī)容量逐年增長。與其他可再生能源 發(fā)電技術(shù)相比，

8、地?zé)崮馨l(fā)電機(jī)組具有利用率高、度電環(huán)境影響小、成本具有 競爭性等優(yōu)勢，同時地?zé)岚l(fā)電不受天氣影響。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)， 2019 年全球累計裝機(jī)容量為 13.93GW，占全球可再生能源裝機(jī)量的 0.97%。根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù)，2019 年全球地?zé)岚l(fā)電量達(dá)到了 91.8 太瓦 時，同比增長 3%，目前還處于平緩增長的階段。地?zé)岚l(fā)電市場分布集中，美國裝機(jī)量全球第一，我國發(fā)展較緩。根據(jù)前瞻產(chǎn) 業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2019 年底，全球地?zé)岚l(fā)電累計裝機(jī)容量 top5 的國家分布為 美國、印度尼西亞、菲律賓、土耳其、新西蘭，累計裝機(jī)量分別為 2555MW、2131MW、1928MW、1515MW、965MW，合

9、計占全球總量的 65.78%，市場分布比較集中。截止 2020 年底，全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)量為 15608MW，其中美國、印度尼西亞、菲律賓地?zé)嵫b機(jī)容量分別為 3700MW、2289MW 和 1918MW，分別位列全球第 1、2、3 位，分別占全 球的 23.7%、14.7%和 12.3%，地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)排名前十的國家占到全球地?zé)?發(fā)電裝機(jī)總量的 90%以上。中國 2020 年地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量為 34.9MW，排 全球第 19 位，地?zé)岚l(fā)電量為 174.6GWh/a，我國的地?zé)岚l(fā)電行業(yè)發(fā)展還明顯 落后于其他領(lǐng)先國家。土耳其與印尼發(fā)展勢頭“兇猛”，印尼有望超過美國。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù) 據(jù)，美國與菲律

10、賓 2010 年地?zé)崂塾嬔b機(jī)量占全球比例為 24.07%和 18.48%，2019 年為 18.34%和 13.84%。隨著全球其他地區(qū)地?zé)崮荛_發(fā)利用 力度的加大，美國和菲律賓的占比有所下滑，印尼和土耳其的占比逐年上升，2017 年，土耳其的占比超過了新西蘭，躍居全球第四；2018 年，印尼 超過了菲律賓，躍居全球第二。根據(jù) Think Geoenergy 數(shù)據(jù)，20102018 年 全球地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)量新增了 4341MW，其中土耳其新增裝機(jī)量為 1317MW，占總量的 30%。印度尼西亞和美國新增裝機(jī)量分別為 956MW 和 959MW，分別占總量的 22%和 13.8%。2020 年土耳

11、其累計裝機(jī)量已經(jīng)達(dá)到 了 3488MW，排名全球第五。從新增裝機(jī)量來看，根據(jù) Think GeoEnergy 數(shù)據(jù)，2020 年全球新增地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量為 202MW，其中土耳其新增 168MW，占全球 83.17%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他國家。美國地?zé)嵴甙l(fā)展歷史較長，政府投入大量資金促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。美國地?zé)嵴?策發(fā)展超過 40 余年，較早頒布的1967 年加州地?zé)岱ò?970 年聯(lián)邦 地?zé)嵴羝ò复_立了地?zé)岫x及其所有權(quán)問題。隨后1975 年能源安全法 案1979 年公用事業(yè)管制政策法案、地?zé)豳J款擔(dān)保計劃和商業(yè)投資抵免 政策等一系列法案都加大了對地?zé)峥碧?、地?zé)徙@井、地?zé)衢_發(fā)利用等方面的 投入。為了發(fā)

12、展地?zé)岚l(fā)電，美國推出了減稅的政策優(yōu)惠，并且在地?zé)岚l(fā)電提 供了大量的開發(fā)資金，美國能源部 2011 年在 6 月 8 日宣布投資 7000 萬元 發(fā)展地?zé)峒夹g(shù)，2011 年 9 約 8 日宣布未來三年撥款 3800 萬美元加快發(fā)展地 熱技術(shù)，2014 年宣布提供 3.38 億美元獎勵資金用于探索開發(fā)新的地?zé)犷I(lǐng) 域，美國對地?zé)岚l(fā)電的補(bǔ)貼政策優(yōu)于全球其他地區(qū)。印尼政府重視地?zé)岚l(fā)電，優(yōu)惠政策提供良好的發(fā)展環(huán)境。為了促進(jìn)地?zé)衢_ 發(fā)，2006 年印尼頒布了總統(tǒng)關(guān)于國家能源政策令和 2007 年的能源 法，規(guī)定要促進(jìn)可再生能源開發(fā)業(yè)務(wù)。2014 年又規(guī)定了新的新國家能源 政策。2012 年 9 月，規(guī)定國營

13、電力公司必須以固定價格收購地?zé)犭娏Γ?同年 12 月公布的所得稅優(yōu)惠政策也將地?zé)岚l(fā)電投資列入適用對象。為了支 持建設(shè)地?zé)岚l(fā)電站，印尼還在各地積極建設(shè)高速公路。印尼目前總裝機(jī)量約 2.3GW，印尼政府計劃 2025 年裝機(jī)量達(dá)到 7GW，印尼將是全球地?zé)岚l(fā)電項 目最集中的地方之一。未來地?zé)崮芡顿Y力度有望增大。根據(jù)雷斯塔能源的數(shù)據(jù)，2019 年全球地?zé)?井?dāng)?shù)量為 223 座，20102020 年全球新增地?zé)崮芡顿Y總量約 400 億美元， 預(yù)計 20212025 年全球地?zé)崮芡顿Y規(guī)?？蛇_(dá)到 250 億美元，地?zé)崮芫當(dāng)?shù)量 可達(dá)到 380 座，投資力度將有所提升。地?zé)岚l(fā)電具備發(fā)展?jié)摿?，未來裝機(jī)量將持續(xù)增

14、加。目前全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)量 僅占全球非水可再生能源裝機(jī)量的 1%左右，但是貢獻(xiàn)了 3%以上的發(fā)電量， 原因是地?zé)岚l(fā)電相對于其他可再生能源發(fā)電機(jī)組具有更高的利用率。從國際 經(jīng)驗看，平均年可利用可達(dá) 6300 小時，先進(jìn)機(jī)組可達(dá) 8000 小時。在資源條 件合適的地區(qū)，地?zé)岚l(fā)電在電力平準(zhǔn)化成本上可以和其他可再生能源媲美。未來如果要將全球平均溫升控制在 2以內(nèi)，2040 年全球地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量 將增加到 82GW，地?zé)岚l(fā)電量需要達(dá)到 533 太瓦時，是目前水平的 5 倍以 上。3、 開山股份地?zé)岚l(fā)電技術(shù)已完成驗證，地?zé)針I(yè)務(wù)進(jìn)入“爆發(fā)期”公司自 2011 年以來一直致力于螺桿技術(shù)在可再生能源發(fā)電領(lǐng)域的

15、應(yīng)用開 發(fā)。公司多年來在鋼鐵、煉化等領(lǐng)域開展余熱回收項目和地?zé)岚l(fā)電項目的應(yīng) 用。從 2011 年至 2020 年，公司先后參與了美國阿拉斯加 Chena 溫泉度假 村項目、美國新墨西哥州地?zé)岚l(fā)電項目一期及二期、海南煉化芳烴冷卻余熱 發(fā)電項目一期及二期等項目，在復(fù)雜工況場合的應(yīng)用下，公司的技術(shù)不斷優(yōu) 化，使得公司的螺桿膨脹機(jī)組發(fā)電技術(shù)日趨成熟。螺桿膨脹機(jī)是一種新型能源回收裝置，也是公司余熱回收和地?zé)岚l(fā)電核心設(shè) 備。螺桿膨脹機(jī)是一種回收低品位熱能的能源回收裝置，其工作原理相當(dāng)于 螺桿式壓縮機(jī)的逆向運(yùn)行，能夠回收低品位熱能并直接轉(zhuǎn)換成電能，是螺桿 膨脹技術(shù)的核心設(shè)備，也是當(dāng)前能源利利用領(lǐng)域的新型能源

16、回收裝置。螺桿 膨脹技術(shù)是世界領(lǐng)先的低品位熱力發(fā)電技術(shù)，包括利用余熱直接膨脹和有機(jī) 朗肯循環(huán)（ORC）膨脹技術(shù)，開山股份同時掌握利用余壓的直接膨脹發(fā)電機(jī) 組和利用余熱的有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)膨脹發(fā)電機(jī)組，直接膨脹和 ORC 串級 發(fā)電機(jī)組等多種開山專利的高效循環(huán)。公司的螺桿膨脹技術(shù)能夠分層高效利 用低品位余熱余壓，效率和可靠性世界領(lǐng)先。該技術(shù)可大規(guī)模應(yīng)用于地?zé)岚l(fā) 電、余熱發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、余壓發(fā)電等新型電源和可再生能源。圖：膨脹發(fā)電設(shè)備主要類型螺桿膨脹機(jī)相對于汽輪機(jī)和軸流式膨脹機(jī)具有一定的優(yōu)勢?，F(xiàn)有的將熱能轉(zhuǎn) 換成機(jī)械能或者電能的動力機(jī)，主要有汽油機(jī)、柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)和利用蒸 汽沖轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)

17、、軸流式膨脹機(jī)、螺桿膨脹機(jī)。低品位能源一般都以蒸汽、 汽水混合物、熱水等形態(tài)存在，或者其他形態(tài)通過換熱器轉(zhuǎn)換成這種形態(tài)存 在，因而回收低品位能源的設(shè)備主要以螺桿膨脹機(jī)為主。相對于汽輪機(jī)和軸 流式膨脹機(jī)，螺桿式膨脹機(jī)具備熱源適應(yīng)范圍廣、變工況能力十分優(yōu)越、維 護(hù)費(fèi)用和使用技術(shù)門檻低等優(yōu)勢，更適合小流量、小功率的 ORC 機(jī)組，成 本也更低。傳統(tǒng)發(fā)電地?zé)犭娬窘ㄔO(shè)對探勘打井能力要求較高。一般來講，地?zé)犷I(lǐng)域投資 支出中，有 35%40%來自于項目成本，6065%來自于地表基礎(chǔ)建設(shè)開 支，其中鉆井成本與鉆井深度以及技術(shù)水平有較大的關(guān)系，發(fā)電機(jī)組的設(shè)備 成本占比也較大，因此具備較強(qiáng)探勘打井能力以及設(shè)備資質(zhì)

18、能力的企業(yè)具有 優(yōu)勢。全球龍頭 OMRAT 依靠較強(qiáng)的探勘打井能力以及自身的軸流膨脹機(jī)在 全球雙工質(zhì)地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域取得了優(yōu)勢地位。公司的螺桿膨脹機(jī)適用性較強(qiáng)，成本更低。公司的螺桿膨脹機(jī)適用于中低 溫、中小地?zé)崴髁浚绕涫菧囟群土髁坎▌哟蟮牡責(zé)豳Y源中，在工業(yè)余熱 回收和低品質(zhì)地?zé)豳Y源方面具有明顯優(yōu)勢。相對于 OMRAT 的軸流式膨脹 機(jī)，公司的螺桿膨脹機(jī)在小流量、小功率的 ORC 機(jī)組中具備優(yōu)勢，并且成 本更低，在大溫差等場景具有更優(yōu)異的發(fā)電效率。OMRAT 的軸流式膨脹機(jī) 以及汽輪機(jī)需要在流量較大并且穩(wěn)定的地下水或者蒸汽才能工作，因此主要 采用中央電站形式。目前全球在運(yùn)營的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)主要使

19、用的是軸流式 膨脹機(jī)，螺桿膨脹機(jī)還處于起步階段，成長空間巨大。獨(dú)創(chuàng)性推出“一井一站”方案，相對傳統(tǒng)地?zé)岚l(fā)電站方案具備優(yōu)勢。傳統(tǒng)地?zé)?發(fā)電站建設(shè)主要是汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組或者汽輪機(jī)組，因此主要是中央電站形 式，其打井周期長，開發(fā)初始投資大，并且對蒸汽壓力要求較高，廢井率較 高，年運(yùn)行時間較短，檢修時間較長，維護(hù)成本高，整體成本較高。公司率 先提出“一井一站”技術(shù)，其特點是：可以充分利用不同地?zé)豳Y源的生產(chǎn) 井，單一生產(chǎn)井和回灌井變能實現(xiàn)高效發(fā)電；井口電站先發(fā)電再并網(wǎng)，幾乎 沒有能量損失；不同能級的生產(chǎn)井分別采用針對性的設(shè)計，提高熱源利用效 率；采用開山專利的串級技術(shù)和混合循環(huán)技術(shù)，地?zé)嵴羝偷責(zé)崴嫉玫?/p>

20、充 分利用；建設(shè)周期短，通常 6-7 個月就可以完成并網(wǎng)發(fā)電；投資少，且邊發(fā) 電、邊收益、邊開發(fā)、投資回收期短。公司的“一井一站”技術(shù)，使得每個 井口的資源利用程度得到最大化，具有適用范圍廣、投資強(qiáng)度低、效率高、 易維護(hù)等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。依托公司螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組技術(shù)，公司地?zé)岚l(fā)電業(yè)務(wù)即將快速增長。公司 2011 年以來一直致力于螺桿技術(shù)在可再生領(lǐng)域的應(yīng)用。2016 年，公司全資 收購 OTP 公司，獲得印尼 SMGP240MW 地?zé)犴椖康奶卦S開發(fā)經(jīng)營權(quán)，標(biāo)志 著公司在地?zé)犷I(lǐng)域的技術(shù)推廣獲得階段性突破。目前公司已經(jīng)確立向全球領(lǐng) 先的可再生能源運(yùn)營企業(yè)和地?zé)岚l(fā)電成套設(shè)備提供商戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。公司螺桿膨 脹發(fā)電機(jī)組擁有核心自主知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)水平領(lǐng)先，螺桿膨脹發(fā)電技術(shù)、成 套設(shè)備以及獨(dú)創(chuàng)推出的井口模塊地?zé)犭娬鹃_發(fā)模式具有適用范圍廣、投資強(qiáng) 度低、效率高、運(yùn)行時間長、易維護(hù)等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，使地?zé)徇@種清潔可 再生能源獲得大規(guī)模開發(fā)利用成為可能，在地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域具有顛覆性的意