一、地热能基本概述
地热能是一种存在于地球内部岩土体、流体和岩浆体中，并且可以被人类开发利用的热能，其根本来源是地球的熔融岩浆和放射性元素衰变时发出的热量。地热能可以引发火山爆发以及地震，能量巨大。地热能是一种可再生能源，并且不会导致大气污染，具有储量大、分布广、绿色低碳、稳定可靠等特点。
1、分类状况
地热能具有多种分类。根据地热能性质和存在状态的不同，可以分为热水型地热能、蒸汽型地热能、干热岩型地热能、地压型地热能、岩浆型地热能、沉积盆地型地热能等；根据储存位置的不同，可以分为浅层地热能（温度低于25°C、深度小于200米）、中深层地热能（温度高于25°C、深度在3000米以内）和超深层地热能（温度高于150°C、深度大于3000米）等；根据热储温度的不同，可以分为高温地热能（150~300°C）、中温地热能（90~150°C）和低温地热能（25~90°C），其中低温地热还可分为温水（25~40°C）、温热水（40~60°C）和热水（60~90°C）。
地热能根据存在状况的分类情况
资料来源：公开资料整理
2、基本特点
主要地热发电技术分类情况
资料来源：公开资料整理
二．地热能产业链整体分析
1、产业链整体简析
地热能产业链分为地热勘查与评价，钻井成井和地热能利用三个环节。地热资源勘查与评价是地热能开发利用的基础前提，位于产业链的上游。以电法、大地电磁法、地质调查为主要方法，辅以相关设备，例如地球物理和化学仪器、航空遥感技术等，进行勘察评价。合理的钻井成井技术体系是地热资源有效利用的重要一环，位于产业链的中游。根据地质勘查与评估的结果，针对不同深度、地层和岩性，不同的热储类型采取不同的井身优化设计，完成合理的钻井成井工艺技术体系。相关工程技术服务包括钻井成井设计服务，古井服务和压裂服务，相关设备包裹钻具稳定期，钻机，压裂设备，井口装置等。产业链的下游主要为对地热资源利用，主要包括浅层地热能供暖、水热型地热能供暖和地热发电
地热能产业链简图
资料来源：公开资料整理
2、上游端
我国地热能资源丰富，但资源探明率和利用程度较低，开发利用潜力很大。据统计，中国大陆336个主要城市浅层地热能年可采资源量折合7亿吨标准煤，可实现供暖(制冷)建筑面积320亿平方米；大陆水热型地热能年可采资源量折合18.65亿吨标准煤；埋深3000-10000m干热岩型地热能基础资源量约为2.5×1025J(折合856万亿吨标准煤)，其中埋深在5500m以浅的基础资源量约为3.1×1024J(折合106万亿吨标准煤)。
中国地热能资源探明储量分布情况
注：浅层地热、水热型地热为年可采量，干热地热为基础资源量。
资料来源：公开资料整理
3、下游端
就地热能下游主要应用结构而言，目前浅层利用的地源热泵是世界上地热利用最广泛的形式之一，2020年装机容量为77547MW，占比达72%左右，是目前全球最大的使用方式之一，能源使用量为599981TJ/a；空间供暖装机容量为12768MW，能源使用量为162979TJ/a。
2020年全球地热直接利用各类用途分布
注：按发电装机容量占比
资料来源：中国地质调查局地学文献中心，华经产业研究院整理
我国地热能下游主要为浅层地热能应用、供暖和发电，就其中浅层地热能应用现状而言，根据数据，中国地源热泵过去20多年呈现高速发展态势。1995年我国国地源热泵的装机容量仅为0.8兆瓦(热功率)，截至2020年中国地源热泵装机容量约2.645万兆瓦，2015-2020年复合增长率为17%，随着我国整体地源热泵装机量已达到一定规模，虽然仍表现为增长趋势，但增速趋缓。
中国地源热泵装机容量及全球占比
资料来源：中国能源研究会地热专业委员会，IGA，华经产业研究院整理
三、全球地热能发展现状
1、装机量
全球地热发电量超过90TWH，累计装机容量逐年增长。与其他可再生能源发电技术相比，地热能发电机组具有利用率高、度电环境影响小、成本具有竞争性等优势，同时地热发电不受天气影响。根据数据，2019年全球累计装机容量为13.93GW，占全球可再生能源装机量的0.97%，2020年达到15.95。根据国际能源署数据，2019年全球地热发电量达到了91.8太瓦时，同比增长3%，目前还处于平缓增长的阶段。
2010-2020年全球地热能装机量及增长率
资料来源：中国地质调查局地学文献中心，《2020年可再生能源现状报告》，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国地热能行业市场运行现状及投资战略研究报告》；
2、区域分布
截止2020年底，全球地热发电装机量为15608MW，其中美国、印度尼西亚、菲律宾地热装机容量分别为3700MW、2289MW和1918MW，分别位列全球第1、2、3位，分别占全球的23.7%、14.7%和12.3%，地热发电装机排名前十的国家占到全球地热发电装机总量的90%以上。中国2020年地热发电装机容量排全球第19位，仅占比0.22%左右。
全球主要国家地区地热能装机量分布情况
资料来源：中国地质调查局地学文献中心，华经产业研究院整理
3、市场结构
目前全球地热发电模式主要包括适用于高温热田的干蒸汽发电系统、适用于中高温热田的扩容式蒸汽发电系统和适用于中低温热田的双循环发电系统，其中扩容式发电系统占地热发电市场的57%。随着行业继续发展，预计扩容式蒸汽发电系统仍然将占据主要市场份额，双循环发电系统占有重要地位。
地热发点方式结构占比情况
资料来源：公开资料整理
四、中国地热能发展现状
就我国地热能发展现状而言，目前我国地热产业整体发展处于停滞状况，双碳政策或将带来新的增长活力。根据数据，2011-2019年我国地热发电累计装机容量保持在25-27MV内。随着我国“碳中和”和“碳达峰”目标的确立，2020年装机量小幅度增长。目前行业整体成本相较2011年存在较大幅度降低，加之地热发电相较其他发电效率更高，虽然目前整体占比能源较低，随着成本问题逐步改善，地热能或将迎来新的机遇。
2011-2020年中国地热发电累计装机量变动情况
资料来源：BP，华经产业研究院整理
五、地热能竞争格局
由于地热发电技术尚不成熟且地热发电市场化程度很低，地热发电相关企业较少，市场集中。相关技术服务企业有地大热能，郑州地美特和开山股份。汽轮机以进口为主，包括以色列奥玛特、日本三菱、东芝、富士等。国产汽轮机企业有哈尔滨汽轮机公司和青岛捷能。
中国地热能产业下游利用主要相关企业
资料来源：公开资料整理
六、地热能整体发展趋势
地热发电具备发展潜力，未来装机量将持续增加。目前全球地热发电装机量仅占全球非水可再生能源装机量的1%左右，但是贡献了3%以上的发电量，原因是地热发电相对于其他可再生能源发电机组具有更高的利用率。从国际经验看，平均年可利用可达6300小时，先进机组可达8000小时。在资源条件合适的地区，地热发电在电力平准化成本上可以和其他可再生能源媲美。未来如果要将全球平均温升控制在2°C以内，2040年全球地热发电装机容量将增加到82GW，地热发电量需要达到533太瓦时，是目前水平的5倍以上。
华经产业研究院通过对中国地热能行业海量数据的搜集、整理、加工，全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业重点企业的产销运营分析，并根据行业发展轨迹及影响因素，对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向，把握市场机会，做出正确投资决策。更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2021-2026年中国地热能行业投资分析及发展战略研究咨询报告》。
