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1、-1-迈向“双碳”研究系列报告迈向“双碳”研究系列报告 中国石油大学（北京）碳中和与能源创新发展研究院 2025 年 12 月 13 日-2-地热能地热能替代化石能源供热长期替代化石能源供热长期 CO2减排减排与与 碳资产碳资产开发开发价值价值潜力潜力 核心核心摘要摘要 在“双碳”目标约束下，电力与热力生产部门碳减排压力显著，地热能作为稳定、丰富的清洁能源，其规模化发展对能源转型具有战略意义，然而，中国地热能开发面临资源分布不均、投资成本高的挑战，导致其大规模开发利用发展较慢。随着中国碳市场的快速发展，开发碳资产有助于提升地热能项目的经济性，但现有减排核算方法存在不足：一方面忽略梯级利用中水源

2、热泵的减排贡献，另一方面忽略区域电力与热力系统长期能源转型趋势，静态或线性排放因子难以真实反映长期减排潜力。本研究构建了一套融合地热能梯级利用出力模拟与区域电热系统动态排放因子的 CO2减排核算方法，通过案例量化了地热能供热项目的长期 CO2减排潜力及其碳资产价值。本研究的案例分析表明，典型地热供热项目（230 万 m）在项目生命周期（2021-2040 年）累计碳减排量可达 127 万-145 万吨，碳价越高的情景下，发电与供热系统的低碳转型进展加快，因此地热能项目减排总量相对越小。碳资产收益方面，项目年度碳市场收益将在2040 年左右达峰，累计变现收益可分别达 6076.99-11004.

3、07 万元，可提高项目投资收益率 24.60%-44.55%，为地热能大规模发展与商业化提供核心支撑。-3-1.研究背景研究背景“双碳”目标下，中国电力与热力生产部门碳减排压力极大，地热能是其能源转型的重要支撑，但资源分布不均、投资成本极高阻碍其大规模开发利用。2022 年，中国电力与热力供应行业 CO2排放占各行业总排放的比例超 52%，为实现碳中和目标，中国 2060 年电力系统中非化石能源出力需达 90%以上。高比例风、光发电的波动性为电网安全构成挑战，清洁、稳定的地热能于中国能源系统脱碳发展至关重要。水热型地热资源是目前中国乃至全球地热勘探开发的主体，中国年资源量达 18.65 亿吨标

4、准煤，但其直接利用率（2021 年）仅为1.1%。要制约在于：优质高温资源与用热需求区域不匹配，勘探与基础设施等导致开发投资成本较高，其资本成本是陆上集中式风电、光伏的 36 倍、46 倍，且未来下降空间不足 40%。因此，地热能的亟待通过非技术路径突破其经济性桎梏。在中国碳市场快速发展的背景下，开发碳资产成为提升地热能项目经济性的重要路径。碳市场扩容为地热项目通过节约配额、自愿减排机制及绿色融资等途径创收提供了可能，但同时也对项目长期减排核算提出更高要求，然而当前核算方法往往忽略地热能梯级利用与区域电力、热力系统长期转型趋势。本报告基于由地热能替代化石能源供热 CO2减排核算模型、区域电力与

5、供热系统长期 CO2排放因子核算模型构成的评估方法，实现了水热型地热能供热系统的长期 CO2减排量核算，以及碳资产长期收益评估，并基于典型案例进行核算分析。-4-2.研究思路与方法研究思路与方法 2.1 模型结构模型结构 本报告的目标是建立一套科学评估地热能替代化石能源供热长期 CO2减排核算模型，该模型由地热能替代化石能源供热 CO2减排核算模型、区域电力与供热系统长期 CO2排放因子核算模型构成，如图 1 所示。地热能替代化石能源供热 CO2减排核算模型可实现小时级地热能运行模拟，导出其供热出力与用电量；区域电力与供热系统长期 CO2排放因子核算模型可实现年度区域装机投资与小时出力调度优化

6、，导出发电与供热小时 CO2排放因子。基于此，本模型可实现水热型地热能供热系统的长期 CO2减排量核算，以及不同碳价水平下的碳资产长期收益评估，模型考虑的主要约束与技术如图 1 所示。图图 1 地热能替代化石能源供热长期地热能替代化石能源供热长期 CO2减排核算模型减排核算模型结构结构 2.2 模型参数与碳价情景设置模型参数与碳价情景设置 本模型主要考虑的发电技术为燃煤发电、燃气发电、生物质发电、风力发电、光伏发电、抽水蓄能与电化学储能技术，主要考虑的供热-5-技术为热电联产、燃煤锅炉、电热泵和地热能，热电联产可同时供热与供电，电热泵用电源自电力系统。发电、供热技术的各类参数及成本设置分别表