地热能的开发与利用
摘
要 要:
相对于太阳能和风能的 不稳定性，地热能是较为可靠的可再生能源，这让人们相信地热能可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。另外，地热能确实是较为理想的清洁能源，能源蕴藏丰富并且在使用过程中不会产生温室气体，对地球环境不产生危害。目前地热能的利用主要集中在地热发电，地热采暖，以及种植和养殖业。
关键词: 地热能
发电
清洁能源
可持续发展 引
言：
在可再生能源大家族中， 以 地热是唯一的来自地球 以 内部的能量，并以热力形式存在，是引致 嘘 火山爆发及地震的能 泣 量。因为地球处于壮年 泣 期，地球内部的温度高 泣 达 7000℃，而在8 泣 0 至 100 公英里的深 泣 度处，温度会降至 65 破 0 至 1200℃。运用 破 地热能最简单和最合乎 破成本效益的方法，就是 破 直接取用这些热源，并 破 抽取其能量。由于人类 破 利用的热量很小，地温 破 一般可以在相同的时间 破 尺度上恢复。因而地热 破 能是可再生能源，基本 速 不污染大气.也不排放 速 温室气体。
1 1. . 地热能 速 的产生及分布
离地球表 速 面 5000 米深，15 速 ℃以上的岩石和液体的 速 总含热量，据推算约为 速 14.5×1025焦 黎 耳，约相当于 4948 黎 万亿吨标准煤的热量。
黎 地热来源主要是地球内 黎 部长寿命放射性同位素 黎热核反应产生的热能。
黎 按照其储存形式，地热 黎 资源可分为蒸汽型、热 黎 水型、地压型、干热岩 黎 型和熔岩型 5 大类。
地 黎 热资源按温度的划分。
劣 中国一般把高于 150 劣 ℃的称为高温地热，主 劣 要用于发电。低于此温 劣 度的叫中低温地热，通 劣 常直接用于采暖、工农 劣 业加温、水产养殖及医 劣 疗和洗浴等。截止 19 劣 90 年底，世界地热资 劣 源开发利用于发电的总 劣 装机容量为 588 万千 劣 瓦，地热水的中低温直 启 接利用约相当于 113 启 7 万千瓦。
地热能集中 蹄 分布在构造板块边缘一 蹄 带，该区域也是火山和 铃 地震多发区。如果热量 铃 提取的速度不超过补充 铃 的速度，那么地热能便 铃 是可再生的。地热能在 铃 世界很多地区应用相当 铃 广泛。
据美国地热资源 铃 委员会 1990 年的调 铃 查，世界上 18 个国家 铃 有地热发电，总装机容 泣量 5827.55 兆瓦 泣 ，装机容量在 100 兆 泣 瓦以上的国家有美国、 泣 菲律宾、墨西哥、意大 泣 利、新西兰、日本和印 泣 尼。我国的地热资源也 泣 很丰富，但开发利用程 泣 度很低。主要分布在云 破南、西藏、河北等省区 梭 。
2. 地热能的利用现 梭 状
近年来，国际能源署 惕 (TFA)牵头制定了 惕 世界地热能技术路线图 惕 ，政府间气候变化组织 惕(IPCC)牵头编写 惕 了地热能特别报告。国 惕 际能源署领导了世界地 惕 热能技术路线图的制定 惕 ，自2010 年开始制 惕 定.并于 2011 年正 惕 式发布。TEA 的路线 六 图内容包括:全球地热 六 资源的潜力，至205 六 0 年的地热能愿景，地 六 热能开发利用技术现状 六 ，不同时间节点上的发 六 展目标和相应的行
动方 六 案、配套政策措施等内 六 容。这个路线图仅涉及 六 了水热型和干热型地热 六 能的发电与直接利用。
六 另外一项工作是由政府 六 间气候变化组织完成的 劣 地热能特别报告(IP 劣 CC SRREN ) 劣 。该报告涉及的地热能 劣 类型更多，与 IEA 的 劣 路线图不同的是，它对 劣 于浅层地热能也给出了 劣 发展愿景。
此外，中国 劣 科学院组织编制了中国 劣 能源技术路线图，其中 劣 包括地热能部分。中国 榴 地球物理学会地热专业 疡 委员会也多次组织国内 疡 相关专家研讨地热能发 疡 展战略。路线图的制定 疡 实际上是一次科技界与 疡 企业界对于能源发展取 疡 得共识的机会与表达的 疡 平台，对于技术与产业 疡 发展，对于政府能源政 疡 策的制定具有一定支撑 疡 作用。本文在借鉴国外 疡 地热能发展战略研究与 墟 技术路线图制定方法的 墟 基础上，结合多次讨论 墟 中形成的认识，探讨中 墟 国地热能技术与产业发 墟 展的路线图。
3. 地热 墟 能的开发与利用方式
墟 (1)地热采暖 诈 。
利用地热水采暖不烧 诈 煤、无污染，可昼夜供 诈 热水，可保持室温恒定 诈 舒适。地热采暖虽初投 诈 资较高，但总成本只相 诈 当于燃油锅炉供暖的四 诈 分之一，不仅节省能源 诈 、运输、占地等，又大 诈 大改善了大气环境，经 诈 济效益和社会效益十分 咱 明显，是一种比较理想 咱 的采暖能源。地热采暖 咱 在我国北方城镇也很有 咱 发展前途。北京、天津 咱 、辽宁、陕西等省市的 咱 采暖面积逐年增多，已 咱 具一定规模。天津已开 咱 采到 80℃以上的热水 咱 , 据不完全统计, 咱 天津目前共有地热井 1 咱 84 眼, 供暖面积 8 隐 63 万 h , 利用地 隐 热水供生活热水达 41 隐 76 万户, 近百万市 隐 民通过各种渠道享用着 隐 地热资源带来的便利[隐4 ] 。北京地热供隐 暖目前已发展到数十家 隐 , 供暖面积已超过 4 隐 0 万 m2 , 供暖方 隐 式已由单一的直接供暖 一 向间接供暖(利用换热 一 器) 、地板式采暖以 一 及热泵技术配合其他能 一 源的调峰技术供暖等多 一 种方式发展。
一 (2)地热在农副业方 一 面的应用。
地热水也广 嗅 泛应用于农副业生产。
嗅 北京、河北等地用热水 嗅 灌溉农田,调节水温, 嗅 用30～40℃的地 嗅 热水种植水稻, 以解 嗅 决春寒时的早稻烂秧问 嗅 题。温室种植所需热源 嗅 温度不高,在有地热资 嗅 源的地方, 发展温室 嗅 种植是促进该地区农业 职 发展的方法之一。例如 职 北京已建特种蔬菜温室 职 20多hm2 。此外,职 昆明市利用地热水发 职 展甲鱼养殖。从其饲养 职 结果看, 每公顷水面 职 养殖甲鱼的利润是池塘 职 养鱼的40倍,且具有 职 周期短、资金周转快和 职 利润高的优点。
洲 (3)应用于医疗保 洲 健、娱乐和旅游。
北 洲 京地区的地热水属于中 洲 低温热矿水, 富含锂 洲 、氟、氡、偏硼酸和偏 增 硅酸等多种矿物质, 增 有一定的医疗和保健作 增 用。经常用热矿水进行 增 洗浴, 对高血压、冠 增 心病、心脑血管、风湿 增 病、皮肤病等有一定疗 增 效。热矿水入室, 会 增 提高居民的生活质量。
增 此外, 依托温泉浴疗 增 , 可以开发游泳馆、 增 嬉水乐园、疗养中心、 悠 温泉饭店和温泉度假村 悠 等一系列娱乐旅游项目 悠 。[ 3
]
4. 地热 悠 能发电
由于热水和蒸汽 悠 的温度、压力以及它们 悠 的水、汽品质的不同， 妖 地热发电的方式也不同 妖 。常用的地热发电方式 妖 有以下几种：
蛰 (1)直接蒸汽法。从 蛰 地热井取出的高温蒸汽 这 ，首先经过净化分离器 这 ，脱除井下带来的各种 这 杂质，清洁的蒸汽推动 这 汽轮机作功，并使发电 这 机发电。所用发电设备 这 基本上同常规火电设备 这一样。
(2) 这 扩容发电方式。即地热 这 水经井口引出至热水箱 园 部分扩容后进人厂房扩 园 容器，扩容后的二次蒸 园 汽进人汽机作功发电。
园 这种一次扩容系统，热 园 利用率仅为 3%左右。
园 将一级扩容器出口蒸汽 园 引人汽机前几级作功， 园 一级扩容器后的地热水 园 进人二极扩容器，经二 园 级扩容后进人汽轮机中 园 间级作功，这就是两次 仪 扩容地热发电，其热利 仪 用率可达 6%左右。西 仪 藏羊八井地热发电站属 仪 此种发电方式的机组， 仪 单机容量为 3000 千 仪 瓦。
(3)双 仪 工质循环地热发电方式 仪 。当地热参数较高，温 仪 度在 150℃以上时， 仪 采用扩容发电很合适。
茵 但参数较低时扩容发电 茵 就很困难，这种情况适 茵 宜采用双工质发电方式 茵 。即用参数较低的地热 茵 水去加热低沸点的工质 茵 (如异丁烷、氟里昂等 茵 )，再用低沸点工质的 茵 蒸汽去冲动汽轮机。这 茵 种方式理论上效率较高 茵 ，但技术难度大。目前 茵 国内进口的两台 100 姨 0 千瓦机组已投产发电 绣 。
(4)全流 绣 式地热发电方式。将地 绣 热介质全部引人全流发 绣 电机组。该方式理论上 绣 效率很高，可达 90% 绣 ，但实际结果较低。目 绣 前，该方式在国内、外 绣 仍处于试验阶段，尚未 绣 付诸工业应用。[ 4芝]
5. 地热能发电的 芝 优点与利用前景 芝 相对于太阳能和风能的 芝 不稳定性，地热能是较 芝 为可靠的可再生能源， 芝 这让人们相信地热能可 芝 以作为煤炭、天然气和 在 核能的最佳替代能源。
在 另外，地热能确实是较 在 为理想的清洁能源，能 在 源蕴藏丰富并且在使用 在 过程中不会产生温室气 在 体，对地球环境不产生 在 危害。
目前，美 在 国的地热能使用仅占全 在 国能源组成的0.5% 在 。据麻省理工学院的一 盈 份报告指出，美国现有 盈 的地热系统每年只采集 盈 约3000兆瓦能量， 盈 而保守估计，可开采的 盈 地热资源达到10万兆 盈 瓦。相关专家指出，倘 盈 若给与地热能源相应的 盈 关注和支持，在未来几 盈 年内，地热能很有可能 盈 成为与太阳能、风能等 铀 量齐观的新能源。
铀 和其他可再生能源起 铀 步阶段一样，地热能形 铀 成产业的过程中面临的 铀 最大问题来自于技术和 铀 资金。地热产业属于资 铀 本密集型行业，从投资 铀 到收益的过程较为漫长 铀 ，一般来说较难吸引到 铀 商业投资。可再生能源 铀 的发展一般能够得到政 汛 府优惠政策的支持，例 汛 如税收减免、政府补贴 汛 以及获得优先贷款的权 汛 力。在相关优惠政策的 汛 指引下，投资者们将更 汛 有兴趣对地热项目进行 汛 投资建设。
地热 汛 能的利用在技术层面上 汛 有待发展的主要是对于 汛 开采点的准确勘测，以 汛 及对地热蕴藏量的预测 许 。由于一次钻探的成本 许 较高，找到合适的开采 许 点对于地热项目的投资 许 建设至关重要。现在， 许 地热产业采取引进石油 许 、天然气等常规能源勘 许 测设备，为地热能寻找 许 准确的开采点。
许 世界其他国家和地区也 许 在为地热鞥的发展提供 许 更多的便利和支持。全 袖 球大约40多个国家已 乍 经将地热能发展列入议 乍 程，预计到2010年 乍 ，全球地热资源的利用 乍 将比现在提升50%。
乍 [ 5
]
6. 结论
姚 在资源匮乏的今 言 天，地热能几乎成为了 言 唯一能够代替常规能源 言 发电的稳定能源，地热 言 能的发展将会给人类以 言 新的生机，还世界以绿 言 色，摒弃传统的破坏环 言 境的发展方式。地热能 言 无疑将是将来世界上最 言 有价值的能源之一。
参 言 考文献: :
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