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（来源：电力国际汇epintl）

在由依赖天气的可再生能源（尤其是太阳能）为主体的能源系统中，能源供应安全始终是备受关注的核心问题。在此背景下，大多数情景分析都强调了光伏-电池混合配置的价值。拉彭兰塔工业大学（LUTUniversity）的研究人员提出了一种新型的光伏地热混合解决方案，借助地热发电，可让太阳能资源丰富的国家从中获益。这项研究跳出了以往低估地热能价值的片面技术认知。近期在冰岛等地质条件有利区域的研究进一步强化了这一观点，冰岛拥有丰富的地热资源和原位矿化潜力，有望成为颇具前景的二氧化碳移除中心。

在此背景下，拉彭兰塔工业大学的详细研究对全球地热潜力进行了估算，该研究使地热能被能源资源专家认定为第三大可再生能源。作为一种稳定的可再生能源，地热能在加速提升可再生能源在整体能源结构中的占比方面可发挥关键作用。具体而言，增强型地热系统预计可在全球提供约46亿千瓦的装机潜力，成本为每千瓦时0.01至0.05欧元（合0.0115至0.058美元）。增强型地热系统的全球潜力可为实现日益增长的可再生能源需求做出重大贡献，并且可以在全可再生能源系统中得到有益利用。近期另一项研究强调，全球多个国家通过引入增强型地热系统，可降低其100%可再生能源系统的成本。目前普遍认为，地热能在全球能源转型进程中的作用仍有待深入探索。

无障碍光伏推广：强阳光带的光伏-地热混合方案

太阳能是地球上分布最广泛的能源，由于经济吸引力迅速提升，预计将在未来能源系统架构中占据主导地位。由于太阳能依赖天气条件，混合解决方案（如光伏-地热混合系统）可以降低平准化度电成本并提高整体系统灵活性。在强阳光地带或国家，有利的太阳能条件与高温地热区相重合，正如在危地马拉、洪都拉斯和哥斯达黎加所观察到的那样，这些地区尤其能够从光伏-地热混合系统中受益。据此，危地马拉、哥斯达黎加和洪都拉斯的平准化度电成本分别为每千瓦时0.0188欧元、0.0219欧元和0.0245欧元，其中地热和太阳能光伏对平准化度电成本的贡献占比分别为68%/19%、51%/24%和34%/34%，这凸显了太阳能光伏在成本降低方面的作用以及地热的主要贡献。在日照不足时期或储能成本未如预期下降的情况下，地热等可再生能源的成本控制功能至关重要。

在危地马拉、洪都拉斯和哥斯达黎加，空间和水资源需求不会制约光伏-地热多联产系统的发展。太阳能光伏和地热所需的土地面积极小，基于光伏每平方公里7.5万千瓦、地热每平方公里7.5太瓦时的保守估算（光伏估算偏保守），危地马拉的土地需求占比分别为0.2%和0.7%，洪都拉斯为0.1%和0.2%，哥斯达黎加为0.4%和0.2%。地热电厂（双循环和增强型地热系统）的用水量在危地马拉、洪都拉斯和哥斯达黎加分别为0.01至0.2立方千米。这些数字仅占该地区年降水量的极小比例。

光伏-地热混合配置驱动的全系统去化石燃料化

区域合作可促进可再生能源整合，最大限度发挥去化石燃料化的收益，并能够有效利用集体资源，以开发具有成本效益的系统并保障供应安全，而这些挑战在国家单独规划下可能更为严峻。在中美洲地区，整个转型过程中电力供应以太阳能和地热发电为主，两者发电量占比分别为4%-90%和7%-38%。在有电网互联的情况下，该地区系统平准化度电成本为每千瓦时0.02-0.021欧元；若无电网互联，则小幅上升至每千瓦时0.023欧元。光伏-地热混合配置在有电网互联时可减少51%-60%的储能需求，并减少约76%的弃电。

源-网-荷的灵活性通过稳定且灵活的地热发电、电转X（PtX）工艺以及多能互补来实现。地热能增强了能源供应多样性，而光伏-地热混合解决方案则提高了高比例可再生能源系统的灵活性。负荷侧灵活性通过多能互补以及热泵、电动汽车和电解槽等PtX技术实现，从而能够生产绿氢、绿甲烷和绿色燃料，用于难以直接替代燃料的应用场景。由于能够获得来自光伏-地热配置的低成本可再生能源，并通过PtX工艺在整个系统中实现电力的高效利用，该能源系统实现了高效率和成本竞争力。

冰岛地质禀赋适宜二氧化碳移除

冰岛拥有极为丰富的地热资源，地热潜力最大可达3.25亿千瓦，但当引入可持续性标准后，这一潜力降至110万千瓦。地热热量提取的潜力超过720拍瓦时/年，而可持续潜力则只有2.4拍瓦时/年。基于这一资源基础，拉彭兰塔工业大学近期的一项研究探讨了28种不同地热资源可用性的情景，以评估在不同气候目标下对冰岛电力和热力生产系统以及二氧化碳移除部署的影响。

地热是直接空气捕集的主要推动因素，能够以约每吨二氧化碳50欧元的成本提供具有成本竞争力的二氧化碳移除服务。同时，地热与热电联产厂相结合，可提供可调度的基荷热力和电力，确保能源供应在成本最优的前提下实现可靠。

然而，仅靠地热能无法支撑大规模二氧化碳移除的部署。在地热发电占比较高的情景下，电价会略有上升，导致平准化二氧化碳移除成本小幅增加，尤其是在2050年转型情景中。为确保满足大规模基荷电力需求的稳定供应，太阳能光伏在平衡冰岛风电的季节性方面发挥着至关重要的作用。

尽管地热资源的可用性并非限制因素，但分析确定劳动力约束（而非能源供应）是主要瓶颈，将可行的二氧化碳移除部署限制在每年约10亿吨二氧化碳。大规模二氧化碳移除的扩展需要补充可再生能源，包括陆上风电、太阳能光伏和波浪能，从而使地热成为冰岛长期二氧化碳移除战略中关键但非唯一的支柱。

对于太阳能与地热优质资源并存的国家和地区，应进一步开展光伏-地热多联产系统研究，优化热电协同供应。