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地熱資源開發(fā)利用
地熱能的環(huán)境概念及開發(fā)利用方式
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時間:2021-10-29 13:49:14瀏覽次數(shù):1759
地熱能是指貯存在地球內(nèi)部的可再生熱能,一般集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶,起源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。全球地熱能的儲量與資源潛量十分巨大,每年從地球內(nèi)部傳到地面的熱能相當于100PW·h,但是地熱能的分布相對比較分散,因此開發(fā)難度很大。由于地熱能是儲存在地下的,因此不會受到任何天氣狀況的影響,并且地熱資源同時具有其它可再生能源的所有特點,隨時可以采用,不帶有害物質(zhì),關(guān)鍵在于是否有更先進的技術(shù)進行開發(fā)。目前地熱能在全球很多地區(qū)的應(yīng)用相當廣泛,開發(fā)技術(shù)也在日益完善。對于地熱能的利用,包括將低溫地熱資源用于浴池和空間供熱以及用于溫室、熱力泵和某些熱處理過程的供熱,同時還可以利用干燥的過熱蒸汽和高溫水進行發(fā)電,利用中等溫度水通過雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備發(fā)電等,目前這些地熱能的開發(fā)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)逐步成熟,而且對從干燥的巖石中和從地熱增壓資源及巖漿資源中提取地熱能的有效方法進行研究可以進一步提高地熱能的應(yīng)用潛力,但是目前地熱能的勘探和提取技術(shù)還有待改進。
發(fā)達國家在對地熱能的利用方面已經(jīng)獲得了較好的經(jīng)濟收益。利用地熱進行供暖,既緩減能源壓力,同時將很大程度地減少由燃油和煤炭供暖所造成的空氣污染。在全球國家中,德國始終積極發(fā)展本國的可再生能源。目前德國是全球利用風能最多的國家,風力和太陽能發(fā)電已經(jīng)迅速地發(fā)展,但基于環(huán)保因素的考慮,德國又在積極開發(fā)地熱資源,并大力興建地熱發(fā)電廠,從地層深處汲取攝氏98度的熱水進行發(fā)電。研究表明,利用地熱發(fā)電的總潛力相當于德國年需電量的600倍,另外還有相當于需求量1.5倍的供暖潛能。而法國也在根據(jù)熱干巖石的原理建造發(fā)電站,并生產(chǎn)出巨大的電能以滿足經(jīng)濟發(fā)展與生活的需求。
在地熱能源的開發(fā)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓方面未來的發(fā)展空間與潛力巨大,但由于利用地熱能源進行發(fā)電的成本較高,因此亟需進行更多的技術(shù)研究以解決這一問題。我們相信隨著對地熱資源的不斷開發(fā)與研究,地熱能源必將成為繼水力、風力和太陽能之后又一種重要的新能源。 地熱資源世界上最古老的能源之一。據(jù)測算,地球內(nèi)部的總熱能量,約為全約煤炭儲量的1.7億倍。每年從地球內(nèi)部經(jīng)地表散失的熱量,相當于1000億桶石油燃燒產(chǎn)生的熱量。
環(huán)境地質(zhì)概念
地球本身象一個大鍋爐,深部蘊藏著巨大的熱能。在地質(zhì)因素的控制下,這些熱能會以熱蒸汽、熱水、干熱巖等形式向地殼的某一范圍聚集,如果達到可開發(fā)利用的條件,便成了具有開發(fā)意義的地熱資源。
地熱資源按溫度可分為高溫、中溫和低溫三類。溫度大于150℃的地熱以蒸汽形式存在,叫高溫地熱;90℃—150℃的地熱以水和蒸汽的混合物等形式存在,叫中溫地熱;溫度大于25℃、小于90℃的地熱以溫水(25℃—40℃)、溫熱水(40℃—60℃)、熱水(60℃—90℃)等形式存在,叫低溫地熱。高溫地熱一般存在于地質(zhì)活動性強的全球板塊的邊界,即火山、地震、巖漿侵入多發(fā)地區(qū),著名的冰島地熱田、新西蘭地熱田、日本地熱田以及我國的西藏羊八井地熱田、云南騰沖地熱田、臺灣大屯地熱田都屬于高溫地熱田。中低溫地熱田廣泛分布在板塊的內(nèi)部,我國華北、京津地區(qū)的地熱田多屬于中低溫地熱田。
關(guān)于地熱的來源,有多種假說。一般認為,地熱主要來源于地球內(nèi)部放射性元素蛻變放熱能,其次是地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能以及重力分異、化學反應(yīng),巖礦結(jié)晶釋放的熱能等。在地球形成過程中,這些熱能的總量超過地球散逸的熱能,形成巨大的熱儲量,使地殼局部熔化形成巖漿作用、變質(zhì)作用。
現(xiàn)已基本測算出,地核的溫度達6000°C,地殼底層的溫度達900-1000°C,地表常溫層(距地面約15米)以下約15公里范圍內(nèi),地溫隨深度增加而增高。地熱平均增溫率約為3°C/100米。不同地區(qū)地熱增溫率有差異,接近平均增溫率的稱正常溫區(qū),高于平均增溫率的地區(qū)稱地熱異常區(qū)。地熱異常區(qū)是研究、開發(fā)地熱資源的主要對象。地殼板塊邊沿,深大斷裂及火山分布帶等,是明顯的地熱異常區(qū)。
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