美國(guó)是世界地?zé)豳Y源大國(guó),但地理分布上極不均衡,8個(gè)州的地?zé)崮芸偭窟_(dá)到300萬(wàn)千瓦,其中又有80%出現(xiàn)在加州。美國(guó)是地?zé)崂玫暮笃鹬悖槔怼ち胁┰?930年發(fā)明了第一臺(tái)地?zé)峋聯(lián)Q熱器。20世紀(jì)60年代,加州蓋瑟爾斯的地?zé)犭姀S(chǎng)開(kāi)始發(fā)電,美國(guó)從此一躍成為世界地?zé)岚l(fā)電領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。
作為世界地?zé)峒夹g(shù)的領(lǐng)跑?chē)?guó),美國(guó)開(kāi)發(fā)地?zé)崮艿募夹g(shù)和經(jīng)驗(yàn)受到各國(guó)重視。其在地?zé)峥碧疥P(guān)鍵技術(shù)和開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域都有建樹(shù),在地?zé)峥碧椒矫嫘纬闪薓T等地球物理探測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)信息和數(shù)值模擬技術(shù)、高分辨率遙感技術(shù)、綜合地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)分析技術(shù)、高溫高壓鉆井和井下測(cè)試技術(shù),獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)地?zé)衢_(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)。在地?zé)衢_(kāi)發(fā)方面形成了鉆井和成井技術(shù)、人工造儲(chǔ)技術(shù)、熱儲(chǔ)工程數(shù)值模擬技術(shù)、水巖反應(yīng)控制技術(shù)、超臨界地?zé)崃黧w應(yīng)用技術(shù)。
美國(guó)政府在推進(jìn)地?zé)岚l(fā)展中也扮演著重要角色,出臺(tái)了一系列的政策扶持地?zé)岙a(chǎn)業(yè),如:美國(guó)聯(lián)邦政府延長(zhǎng)了對(duì)地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的退稅計(jì)劃;各州制定的鼓勵(lì)清潔能源使用的政策中都包含了對(duì)地?zé)崮馨l(fā)電的鼓勵(lì);美國(guó)能源部還推出了一項(xiàng)“地?zé)峒夹g(shù)和發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃”,用于推動(dòng)地?zé)崮艿目碧胶烷_(kāi)發(fā),并以“增強(qiáng)地?zé)嵯到y(tǒng)”作為主要發(fā)展目標(biāo)。
另外,美國(guó)十分重視地?zé)豳Y源的基礎(chǔ)調(diào)查和數(shù)據(jù)共享。由美國(guó)能源部資助的美國(guó)國(guó)家地?zé)釘?shù)據(jù)系統(tǒng),將科學(xué)工作者提供的地?zé)釘?shù)據(jù)進(jìn)行整合后分類(lèi),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享,提升了科學(xué)數(shù)據(jù)的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)價(jià)值,為政府和企業(yè)地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)決策提供技術(shù)支撐,提高地?zé)豳Y源勘探效率的同時(shí)也有利于地?zé)嶂R(shí)的普及,促進(jìn)地?zé)峒夹g(shù)推廣。
對(duì)地?zé)岬臉O致應(yīng)用,使得冰島成為世界上最干凈的國(guó)家之一。冰島國(guó)土面積10萬(wàn)平方公里,人口32萬(wàn)。按社會(huì)福利水平排世界前幾名。從地質(zhì)上講,冰島是個(gè)年輕的國(guó)家,位于大西洋中脊,是北美洲板塊與歐亞板塊的接合部位,是世界上少有的幾個(gè)能看到的正在張裂的國(guó)家,兩個(gè)板塊正在以每年2厘米的速度裂開(kāi),構(gòu)造活動(dòng)非常發(fā)育,火山、地震頻繁,全國(guó)范圍內(nèi)有200座火山,國(guó)家建立1100多年以來(lái)至少有30座火山噴發(fā),在這些火山區(qū)內(nèi),有20個(gè)1000米深度以?xún)?nèi)溫度高達(dá)250℃的高溫地?zé)崽铮陀?50℃的地?zé)崽?50個(gè),600處熱泉顯示。
雖然冰島很早就用地?zé)峁┡?,而且有得天?dú)厚的自然條件,但實(shí)際上冰島在20世紀(jì)70年代以前卻大量使用煤炭和石油,受到1973年能源危機(jī)的沖擊,冰島走上了大規(guī)模利用地?zé)岬牡缆?。?jīng)過(guò)30年的努力,2010年冰島電能的26%來(lái)自地?zé)岚l(fā)電,73.8%來(lái)自水電,不足1%來(lái)自傳統(tǒng)的化石燃料。被視為世界地?zé)衢_(kāi)發(fā)楷模的冰島,目前85%的住宅都在利用地?zé)峁┡?/p>
冰島地?zé)豳Y源的勘查與開(kāi)發(fā)由國(guó)家統(tǒng)一管理,不允許私有公司進(jìn)行地?zé)岬目辈榕c開(kāi)發(fā)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。冰島地?zé)峁芾頇C(jī)構(gòu)包括:國(guó)家能源局、國(guó)家地質(zhì)調(diào)查局和能源公司。
國(guó)家能源局負(fù)責(zé)地?zé)豳Y源勘探和開(kāi)發(fā)政策的制定,并為社團(tuán)、公司和個(gè)體地?zé)豳Y源的利用提出建議。國(guó)家能源局下設(shè)3個(gè)獨(dú)立的部門(mén):能源管理處,主要負(fù)責(zé)能源統(tǒng)計(jì)與分析;聯(lián)合國(guó)大學(xué)地?zé)崤嘤?xùn)部,承擔(dān)對(duì)發(fā)展和發(fā)展中國(guó)家地?zé)峁こ處煹呐嘤?xùn)任務(wù),包括地質(zhì)勘查、鉆孔地質(zhì)、地球物理勘查、鉆孔地球物理、儲(chǔ)熱層修建、熱流體化學(xué)、環(huán)境研究、地?zé)崂煤豌@探技術(shù)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)的培訓(xùn);水文服務(wù)處代表,主要負(fù)責(zé)國(guó)家和能源機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)水文地質(zhì)條件和管理國(guó)家水資源,開(kāi)發(fā)和管理自然災(zāi)害早期預(yù)警系統(tǒng)。
國(guó)家地質(zhì)調(diào)查局是為冰島電力產(chǎn)業(yè)、冰島政府和外國(guó)公司有關(guān)地?zé)峥茖W(xué)和利用領(lǐng)域提供專(zhuān)門(mén)服務(wù)的研究機(jī)構(gòu)。地質(zhì)調(diào)查局不能直接從政府獲得經(jīng)費(fèi),但能夠以項(xiàng)目和合同為基礎(chǔ)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。每年地質(zhì)調(diào)查局的經(jīng)費(fèi)約為600萬(wàn)美元。20%的經(jīng)費(fèi)來(lái)自政府合同,其他的經(jīng)費(fèi)來(lái)自與不同能源公司、公用事業(yè)機(jī)構(gòu)的合同。
能源公司是負(fù)責(zé)全國(guó)水利和地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)、能源生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)的機(jī)構(gòu)。目前,能源公司擁有多個(gè)地?zé)犭娬?,以及相?yīng)的為居民住宅、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等進(jìn)行供熱供暖的工程系統(tǒng)。能源公司需要施工的地?zé)徙@井則由商人企業(yè)承包完成。
首都雷克雅未克地區(qū)就曾經(jīng)因溫泉出露而熱氣騰騰。該市因此而得名,冰語(yǔ)意為“冒煙的港灣”。從20世紀(jì)60年代開(kāi)始,冰島人就致力于地?zé)岚l(fā)電。如今地?zé)岚l(fā)電滿(mǎn)足了整個(gè)冰島30%的電力需求,僅次于水力發(fā)電。
而值得借鑒的是,冰島對(duì)于地?zé)豳Y源的梯級(jí)利用——150℃以上高溫地?zé)岚l(fā)電;發(fā)電尾水一部分直接排放形成著名的藍(lán)湖,一部分加熱地表冷水至70℃~80℃用于城市供暖和供應(yīng)熱水;供暖、洗浴后的尾水用于道路、車(chē)場(chǎng)融雪、游泳池、花園供暖;最后排放尾水溫度 20℃以下。
第一次石油危機(jī)后,日本國(guó)內(nèi)曾掀起一股地?zé)岚l(fā)電熱。隨著原子能發(fā)電的普及和煤炭?jī)r(jià)格的回落,功率遠(yuǎn)小于火電站的地?zé)犭娬局饾u受到冷落。2011年的“3·11”大地震導(dǎo)致福島核電站發(fā)生核泄漏,日本國(guó)內(nèi)棄核、發(fā)展地?zé)崮艿暮袈曇搽S之高漲。為實(shí)現(xiàn)削減溫室氣體排放目標(biāo),樹(shù)立環(huán)保節(jié)能的世界形象,樹(shù)立“低碳經(jīng)濟(jì)”長(zhǎng)遠(yuǎn)競(jìng)爭(zhēng)力,日本時(shí)隔20年再次啟動(dòng)地?zé)岚l(fā)電站建設(shè)工程。
日本被稱(chēng)為火山列島,擁有火山119座,作為日本象征的富士山,就是典型的層狀火山。地震、火山活動(dòng)頻繁,災(zāi)害不斷,但是,正因?yàn)閾碛羞@些火山,日本的地表下蘊(yùn)藏著大量熔漿,也帶來(lái)了豐富的地?zé)豳Y源。據(jù)權(quán)威統(tǒng)計(jì),日本地?zé)豳Y源的蘊(yùn)藏量排名僅次于印尼、美國(guó),位于世界第三,換算成發(fā)電能力達(dá)2347萬(wàn)千瓦,相當(dāng)于15座原子能發(fā)電站。目前日本有18處地?zé)岚l(fā)電站,地?zé)岚l(fā)電量約為風(fēng)力發(fā)電的2倍,太陽(yáng)能發(fā)電的3倍。世界70%的地?zé)岚l(fā)電設(shè)備由日本的富士電機(jī)、東芝、三菱重工公司提供。
日本的地?zé)豳Y源儲(chǔ)量位居全球第三。為了推動(dòng)地?zé)岚l(fā)電站的建設(shè),日本政府推出了一系列扶持政策,包括制定地?zé)岚l(fā)電長(zhǎng)期規(guī)劃目標(biāo):經(jīng)產(chǎn)省預(yù)計(jì),2020年地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量增加到2005年的2倍以上即120萬(wàn)千瓦,2030年增加到190萬(wàn)千瓦。同時(shí),適當(dāng)修訂有關(guān)法律:2003年,日本政府發(fā)布了《新能源特別措施法》,要求每家電力公司有義務(wù)開(kāi)發(fā)一定量的新能源發(fā)電。當(dāng)前,為了促進(jìn)地?zé)豳Y源的充分合理運(yùn)用,日本政府正研究解除上述規(guī)定,僅要求電力公司采取特定方法發(fā)電即可,不作開(kāi)發(fā)量的約束。此外,還在技術(shù)及資金上給予援助。日本經(jīng)產(chǎn)省牽頭成立了由電力公司負(fù)責(zé)人、相關(guān)學(xué)者組成的研究會(huì)。2009年4月,日本開(kāi)始對(duì)地?zé)犭娬镜那捌谕顿Y給予資金援助。為普及地?zé)岚l(fā)電,日本經(jīng)產(chǎn)省加大政策扶持力度,增加開(kāi)發(fā)地下資源建設(shè)發(fā)電設(shè)備的相關(guān)補(bǔ)助。目前,政府補(bǔ)助20%的開(kāi)發(fā)費(fèi)用,正研究將補(bǔ)助提高至33%。
上世紀(jì)80年代,英國(guó)就開(kāi)始開(kāi)發(fā)人工地?zé)崽铮谟?guó)東北部泰恩河和蒂斯河之間進(jìn)行地?zé)嵴{(diào)查,勘探其地下巖石中儲(chǔ)藏的熱能量,試圖開(kāi)采干熱巖中的地?zé)豳Y源。2012年,英國(guó)開(kāi)始有計(jì)劃地從冰島進(jìn)口地?zé)岚l(fā)電的電能,這也是英國(guó)政府立法中減少碳排放量的行動(dòng)之一,并計(jì)劃使這些輸入的電力滿(mǎn)足英國(guó)1/3的用電量需求,同時(shí)減少對(duì)進(jìn)口石油的依賴(lài)。英國(guó)可再生能源部預(yù)計(jì),到2020年,全球的地?zé)岙a(chǎn)業(yè)產(chǎn)值約為300億英鎊,而英國(guó)的地?zé)峁こ碳夹g(shù)具有優(yōu)勢(shì),將在地?zé)岙a(chǎn)業(yè)中處于領(lǐng)先地位。
法國(guó)是世界上最早啟用地?zé)峁┡到y(tǒng)的國(guó)家,早在十四世紀(jì),法國(guó)的紹德艾格就使用了世界上最早的地?zé)釁^(qū)域供暖系統(tǒng)。目前,法國(guó)全國(guó)地?zé)豳Y源發(fā)電量16.5MW,地?zé)嵴挤▏?guó)全國(guó)熱能供給比重的3%~6%。法國(guó)政府預(yù)計(jì),在2020年,將地?zé)嵫b機(jī)容量提升至80MW,逐漸使地?zé)崮艹蔀榉▏?guó)新能源結(jié)構(gòu)總的重要分支。
菲律賓是世界第二大地?zé)崮茉撮_(kāi)發(fā)大國(guó)。過(guò)去只有高溫地?zé)峥梢宰鳛槟茉蠢茫F(xiàn)在借助于科技發(fā)展,人們已經(jīng)可以利用熱泵技術(shù)將低溫地?zé)嵊糜诠┡椭评?。菲律賓政府給予可再生能源項(xiàng)目的優(yōu)惠政策包括賦稅優(yōu)惠期和免稅政策。2008年,地?zé)崮茉凑挤坡少e總能源產(chǎn)出的17%,總裝機(jī)容量達(dá)到200萬(wàn)千瓦。2009年,該國(guó)政府就10處地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行招標(biāo),同時(shí)還有9項(xiàng)合作正在與公司直接進(jìn)行商討,這些合作總共將開(kāi)發(fā)62萬(wàn)千瓦的地?zé)崮茉础?/p>
印尼目前是居美國(guó)和菲律賓之后世界上利用地?zé)嵘a(chǎn)電力的第三大國(guó)。印尼地?zé)崮茉匆烟矫鲀?chǔ)量達(dá)2700萬(wàn)千瓦,占全球地?zé)崮茉纯偭康?0%。政府大力倡導(dǎo)使用地?zé)崮?,政府已?jīng)定下指標(biāo),到2025年利用多樣化能源,其中石油的使用量占20%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前的52%,地?zé)嵊昧繉⒃鲋?%。為了加快地?zé)崮茉吹拈_(kāi)發(fā)利用,印尼不僅出臺(tái)了專(zhuān)門(mén)的政府法令,同時(shí)也積極地吸引投資。2008年,總統(tǒng)蘇西洛宣布了4項(xiàng)熱力發(fā)電站工程正式啟動(dòng),總投資額3.26億美元。