广东省地热资源开发前景多准则空间分析：基于供需双侧的综合评估

本研究针对传统地热资源评估偏重供给端的问题，创新性地构建了融合资源潜力（B1）、地形特征（B2）、交通可达性（B3）与能源需求（B4-B6）的多准则决策模型。通过AHP-EWM混合加权TOPSIS方法评估广东省315个地热点的开发前景，发现粤港澳大湾区（GBA）得分最高（0.3-0.446），ESDA分析揭示显著空间集聚效应（Moran’s I=0.7882），为清洁能源布局提供科学依据。

　　

在全球能源转型背景下，中国"双碳"目标对可再生能源开发提出迫切需求。地热能作为稳定、低碳的本地化能源，其开发潜力评估长期存在"重供给、轻需求"的局限——现有研究多聚焦地质条件（如热储温度X₁、流量X₂），却忽视市场需求对项目经济性的决定性影响。广东省作为中国经济第一大省，非化石能源消费占比仅27%，其丰富的低中温地热资源（25-118.2°C）如何精准对接粤港澳大湾区（GBA）的能源需求，成为亟待解决的科学问题。

东莞理工学院交叉科学研究院（RISE）及材料科学与工程学院的研究团队创新性地提出供需双侧融合评估框架。通过构建包含6个一级指标（资源潜力B₁、地形B₂、交通B₃、能源需求B₄、经济规模B₅、人口规模B₆）和23个二级指标的体系，采用层次分析法（AHP）结合熵权法（EWM）确定主客观混合权重，进而运用改进的逼近理想解排序法（TOPSIS）对全省315个地热点评分，并通过GeoDa软件进行探索性空间数据分析（ESDA）。论文发表于《Results in Engineering》，为区域地热开发决策提供了方法论创新和实践指导。

关键技术方法包括：1) 基于ASTER数字高程模型获取地形数据；2) 通过R语言调用OSRM API计算交通可达性；3) 采用AHP（1-9标度法）确定主观权重；4) 利用EWM计算指标信息熵客观权重；5) 通过乘性合成法整合主客观权重；6) 基于改进TOPSIS计算综合评分；7) 使用Rook邻接规则构建空间权重矩阵进行Moran’s I分析。

权重分析

主观权重显示地热温度（X₁，权重0.1388）和100km半径内能源消费（X₁₂，0.1217）最关键，而客观权重突出GDP（X₁₆）和人口（X₂₀）的数据有效性。综合权重最终确定0-1小时经济圈GDP（X₁₆，0.1063）为核心指标，体现需求侧导向。

开发前景评估

GBA地热点评分0.3-0.446显著高于其他区域（多数<0.1），主因其毗邻高能源需求（如深圳、广州）且交通便利（X₈平均通行时间<2小时）。而粤北韶关与粤东河浦-揭阳-汕尾呈现"低-低"集聚，反映偏远地区开发潜力受限。

空间相关性

全局Moran’s I达0.7882（p=0.001），证实开发前景存在显著空间正相关。局部LISA分析揭示GBA形成"高-高"集群，而经济欠发达区呈现"低-低"集聚，这种空间异质性为区域差异化政策制定提供依据。

该研究突破传统地质评估范式，首次将能源需求、经济密度等市场化因素纳入地热开发评价体系。实践层面，明确GBA应优先发展地热供暖（中低温适用）而非发电，建议研发新型热障材料提升低品位热能转化效率。方法论上，AHP-EWM-TOPSIS混合模型为可再生能源选址提供了可推广的技术路径，其空间分析框架尤其适用于城市群区域的能源规划。未来研究可结合动态能源需求预测和生命周期环境评估，进一步优化决策模型。