在能源低碳转型的宏观背景下,风电、光伏等新能源固有的随机性与波动性,导致其并网难度大、利用效率低,已成为制约能源结构优化升级的关键瓶颈。储能技术作为实现跨时段能量调节的核心手段,为破解这一难题提供了重要技术支撑。深部地热储能作为一种新兴的长时大规模储能技术,凭借规模化潜力大、经济性优、应用场景广及系统韧性强等显著优势,逐渐成为新能源领域的研究热点和前沿方向。系统阐述了深部地热储能的技术背景与核心优势,深入分析了深部地热系统的分类特征、储能地质结构、储能能力及储能效率的关键影响因素;详细综述了含水层储能、岩土储能、压缩空气储能及二氧化碳羽流储能等主流技术路径的原理、工程应用现状与关键技术进展;全面剖析了当前深部地热储能在储址勘测、储能效率调控及环境安全风险防控等方面面临的核心问题;最后从多能互补能源体系构建、技术创新与产业化体系完善两个维度提出了未来发展建议,旨在为深部地热储能技术的规模化应用与可持续发展提供理论参考与技术支撑,助力我国“双碳”目标与能源安全战略的实现。储能是破解新能源并网难题、保障新型电力系统稳定运行、实现“双碳”目标的核心支撑,其规模化发展对能源转型至关重要。在各类储能技术中,深部地热储能凭借显著优势脱颖而出,具备规模化潜力大、经济性优、应用场景广及系统韧性强的特点,可整合弃风弃光、工业余热等低边际成本能源,运行成本仅为传统储能的1/3~1/2,是长时大规模储能的优选方向。深部地热系统以水热型、干热岩型为主要类型,兼具储量大、温度梯度高、分布广的特征,其储能能力由热源特性、储层地质结构及盖层特性共同决定,热源具有多源性,热能传输机制呈传导型与对流型分异,地质构造则贯穿热能形成、运移及储集全过程,为储能提供了坚实的天然地质基础。
当前深部地热储能已形成含水层储能、岩土储能、压缩空气储能及二氧化碳羽流储能等技术路径,其中水热型与中浅部岩土储能已有成熟示范工程,后两者仍处于理论研究与仿真阶段.但整体而言,技术规模化应用仍面临储址勘测难度高、储能效率调控受限、环境安全风险防控技术不成熟等核心挑战。
未来深部地热储能需向多能互补与技术产业化方向发展:一方面构建“电转热”“热转热”模式下的地热‒风光互补体系及储热‒固碳一体化系统,挖掘“地大方案”等创新技术潜力;另一方面需深化多物理场耦合理论研究,突破热损失控制、精准注水等核心技术,构建科学选址、安全监测及产业协同体系,通过区域差异化示范工程推动技术落地,助力能源安全与碳中和目标实现。
引用本文:
王焰新, 杨福见, 胡帆, 张晓博, 薛旭耀, 郭清海, 刘珩, 胡大伟, 2026. 深部地热储能:机遇、挑战与发展展望. 地球科学, 51(5): 1599-1618. doi: 10. 3799 /dqkx. 2026.137
Citation:
Wang Yanxin, Yang Fujian, Hu Fan, Zhang Xiaobo, Xue Xuyao, Guo Qinghai, Liu Heng, Hu Dawei, 2026. Deep Geothermal Energy Storage: Opportunities, Challenges, and Development Prospects. Earth Science, 51(5): 1599-1618. doi: 10.3799 /dqkx. 2026. 137
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