地热发电新能源(地热能是来自地壳之下的高温能源【浅谈新型能源地热能的开发和利用】)

摘 要：能源和环境问题是当今世界各国面临的重大问题，清洁能源地利用问题更成为我们面临的重要课题。介绍地热资源的分布情况和开发现状，从地热发电和地热采暖等多个方面论述地热资源的利用，对地热资源在开发利用过程中存在的问题进行深入分析并提出相关建议，从资源、社会、经济、环境等角度指出地热资源具有广阔的发展前景。

关键词：清洁能源；地热资源；开发现状；利用；存在问题

中图分类号：TK01+9 文献标识码：A

1 我国地热资源概述

地热是指地球内部所蕴藏的热能，它来源于地球的熔融岩浆和放射性元素衰变时发出的热量。地热资源是在当前技术经济条件和地质条件下，能够从地壳内科学合理地开发出来的岩石热能量、地热流体热能量及其伴生的有用组分，它与太阳能、风能、生物能、海洋能等统称为新能源，将太阳能、风能、潮汐能与地热能加以比较，地热能是新能源中最为现实的能源。地热资源按存在形式可分4种类型：一是热水型，即地球浅处(地下100～4500m)所见到的热水或水蒸汽；二是地压地热能，即在某些大型沉积盆地深处(3～6km)存在着高温、高压流体，其中含有大量甲烷气体；三是干热岩地热能，由于特殊地质构造条件造成高温但少水甚至无水的干热岩体；四是岩浆热能，即储存在高温(7001 200℃)熔融岩浆体中的巨大热能；根据地热水的温度地热能可分为高温型(>l50℃)、中温型(90～150℃)和低温型(<90℃)三大类，高温地热资源主要用于地热发电，中、低温地热资源主要用于地热直接利用。

我国是地热资源相对丰富的国家，地热资源总量约占全球的7.9％，可采储量相当于4626．5亿t标准煤。

2 地热资源的利用

2.1 地热发电

用于发电的地热流体要求温度较高，一般在180℃甚至200℃以上才比较经济，我国高温地热资源主要分布在滇、藏、川西一带，总发电潜力5800MW／a。其地热发电基本原理与火力发电相同，即通过能量转换定律将地热能转变为机械能，再将其带动发电机组发电。我国自1970年10月第一座实验性地热电站在广东丰顺建成投产以来，相继建成了湖南灰汤、西藏羊八井、西藏那曲及西藏郎久等地热电站。地热发电运行成本低，电力便于输送，不受热田位置限制，又属于高品位的能量，没有环境污染，所以地热发电的利用价值明显高于其他的利用形式。

2.2 地热直接利用

地热供暖：应用地热采暖主要是在我国北方，该利用方式不仅是节约煤炭、降低煤耗、减轻烟尘污染、改善环境的有效方法，还因地热水温稳定、供暖质量高而深受人们的欢迎。目前利用中低温地熟供暖的地区有河北、辽宁、山东、河南、山西等地，全国地热供暖面积超过500万平方米。

地热温室：我国的地热农业温室分布面很广，规模较小，其中包括蔬菜温室，花卉温室，蘑菇培育、育种温室等。北方主要种植比较高档的瓜果菜类、食用菌、花卉等；南方主要用于育秧。其中花卉温室的经济效益较明显，发展潜力巨大，是地热温室发展的方向。随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的提高，农业逐步走向现代化进程，各种性能优良的温室将逐步建造，室内采用地热供暖，以提高室温，既安全经济又无污染。

地热工业利用：地热能在工业领域应用范围很广，工业生产中需要大量的中低温热水，地热用于工艺过程是比较理想的方案。我国在干燥、纺织、造纸、机械、木材加工、盐分析取、化学萃取、制革等行业中都有应用。其中地热干燥是地热能直接利用的重要项目，地热脱水蔬菜及方便食品等是直接利用地热的地热干燥产品。在我国社会主义市场经济不断发展的今天，地热干燥产品有着良好的国际市场和潜在的国内市场。

地热水产养殖：地热水产养殖是地热直接利用项目中的重要内容，水产养殖所需的水温不高，一般低温地热水都能满足需求，同时它又可将地热采暖、地热温室以及地热工业利用过的地热排水再次综合梯级利用，使地热利用率大大提高。地热水产养殖可以分为大规模生产性养殖和建立观赏区。生产性养殖一般采用地热塑料大棚，以鱼苗养殖越冬为多；观赏游乐区可以放养金鱼、热带鱼及锦鲤等品种供游人观赏。

地热水疗：地热水含有多种对人体有益的矿物成分和化学元素，是集热、矿、水三位一体具有多种用途的清洁、医疗和保健作用的资源。温泉浴对关节炎、高血压、胃及十二指肠溃疡、心血管病、神经衰弱、支气管炎及各种皮肤病有良好的治疗效果，并对各种老年病的康复有一定作用。浴疗水温高于皮肤温度，可兴奋交感神经，使皮肤血管扩张，脉搏加速，缓解肌肉痉挛，促进身体新陈代谢，另外温泉浴有明显的降血脂作用，使血管输液功能增强，提高机体内分泌功能和调节神经系统功能，防止血管硬化，有延年益寿之效。

3 地热开发利用存在的问题

3.1 可持续发展问题

随着地热资源利用领域的拓宽和社会需求的增加会给人们的生活带来越来越多的好处，但是人们对地热资源的综合利用价值和产业化开发利用的意义认识不足，将地热混同于一般的矿产资源或水资源。一些地热资源丰富的地区未能建立有自己特点的地热产业，使宝贵的地热资源开发停留在低层次、低效益的水平上，且资源浪费现象严重，相当一部分地区天然的温泉没有充分利用，被白白浪费；一些开发商对地热资源的特点认识不清，造成地热资源得不到合理开发和有效保护。地热资源是在特定的地质、构造、水文地质条件和水文地球化学环境条件下形成的，由于埋藏深，补给途径远，再生能力弱，其资源量是有限的，并非取之不竭。要保持其资源的长期连续稳定开采，做到有计划合理开发利用，防止盲目无序随意开采造成资源浪费和环境地质问题的发生，否则就会造成资源的快速枯竭。为实现可持续开发利用的目的，在开发中，要采取行之有效的措施，建立资源利用中心的高教低耗体系，要积极推广应用高新技术与设施，提高地热开发的科技含量，发展节约型、效益型的开发利用模式，努力提高地热利用率，减少资源浪费，使地热创造更高的社会、环境、经济效益。

3.2 环境保护问题

地热资源的开发利用可能产生的环境问题是多方面的，主要有水污染、热污染、空气污染、土壤污染、地面沉降等。地热开发利用过程中，必然向大气和水体排放大量的热量，造成周围的空气或水体温度上升，影响了周围环境和生物的存活生长，破坏了水体的生态平衡；地热资源的开发利用过程中，热流体中所含的各种有害气体和悬浮物将排入大气中，造成空气污染；含盐量较高的地热水排入农田将侵蚀土地、破坏植被，会造成严重的土壤板结和盐碱化，同时地热水中，不同程度的含有氧、铀及钍等放射性元素，对人体健康有不同程度的危害；长期地热流体开采而不回灌，将导致地面的沉降和水平位移。所以，地热开发利用过程中引起的环境问题是不容忽视的，对于这些问题我们只要正确认识，给予必要的重视，且积极、认真的研究，采取各种有效的技术措施，严格监测和防治，是可以解决和控制的。

结语

地热资源与太阳能、风能及潮汐能合称为“四大可再生资源”，随着我国社会经济的发展，人民环保与健康意识的增强，社会对改善能源结构、发展清洁能源的要求与日俱增，无论作为清洁能源还是保健资源、水资源，都具有极其重要的意义和广阔的发展前景。而单一的开发利用不仅浪费资源，而且经济效益也不理想，我们应根据资源条件，贯彻统筹规划、因地制宜、合理开采、综合利用的方针，从单一的粗放型利用向综合的集约化利用发展，不仅能取得较好的资源效益、环境效益和经济效益，而且会取得很好的社会效益。

参考文献

[1]田廷山，李明朗，白冶.中国地热资源及开发利用[M].北京：中国环境科学出版社，2006.

[2]徐军祥.我国地热资源与可持续开发利用[J].资源与环境，2005，4(2).

让李四光心心念念的地热能源，究竟是什么？一文读懂

地热发电是怎么回事？

地热发电的原理并不复杂，是利用地热能中的地热水或蒸汽，通过发电机组转化为机械能，再转化为电能。这个转化过程中，不存在任何化学染料燃烧，也不消耗不可再生的石化能源，是利用可再生能源进行发电的新能源模式。这个过程基本上是物理过程，也是人类理想的能源利用方式。

各国都有地热发电

地热能这种利用形式受到了世界各国的重视，他们寻找地热资源丰富的地区开始研发地热发电，并取得了很多成果。美国在加利福尼亚开设地热发电站，冰岛的主体发电基本靠地热能，而非洲和东南亚一些发展中国家也开启了地热发电的热潮。意大利、墨西哥、菲律宾、印度尼西亚、日本、德国等国政府积极推动地热电站的发展，减免地热项目运营和建设所需的技术或设备税务，为国内地热发电项目提供投资，以舒缓紧张的电力供应。

中国也有地热发电

提到中国的地热发电，典型的就是羊八井，这个已经运行了20年左右的地热发电站，至今仍在为人民服务，即使存在一定的运行问题，但发电效果始终不错。目前中国很多地区也在进行地热发电试点，比如云南、广东、河北、天津等省地热资源丰富，也具备开发地热发电的资源基础，而在2014年的全国地热资源普查中，青海省共和盆地也开始进行水热型地热发电开发。

地热能发电

为什么地热发电没有光伏那么火

十年前，当光伏铺天盖地笼罩全球时，世界大部分地区的地热发电还在科研阶段，中国的光伏产业也发展十分迅速，但地热发电却始终步伐稳健得令人心急。光伏的崛起，源于几个要素，政府对新能源概念产业的支持，光伏企业的增多和规模扩大，投资热情的高涨。

地热能作为新能源中按部就班的分子，其技术层面上都是循序渐进的发展的，达不到光伏那种跳跃性的发展，另外初投资也格外巨大，因此无法吸引更多能源企业、投资热情甚至政府的无差别关怀。但有些事情是双刃剑，正因为地热能的循序渐进，才不至于带来虚假繁荣，不会因为产业发展过快而超过市场容纳度，不会盲目投入，这也是可持续发展之道。

即使这样还要发展地热发电？

即使地热能需要勘察，需要较高的初投资，但光伏的一夜秋风，让人们意识到，发展新能源产业，不能仅仅靠产业热情，技术掌控及市场出路更加重要。地热能技术虽然也有一定难度，但即使发展中国家也能够进行开发，此外，地热能可以持续供应电力，不存在并网时的转换间断问题，比受天气和季候限制的太阳能更便利，使其在能源发电市场中更有优势。

地热能

地热资源勘查是一百年又一百年的大计

地下深层储存着大量的地热能，但人类所挖掘使用的部分，仅仅是沧海一粟。如果将所有的地热能源都加以合理利用——虽然这只是理想状态，却能够使人们在未来摆脱对能源耗尽的恐惧。然而这些高品位的地热能源，要么深藏在5000米深的地下，要么广布在地球表面的大片土地和海洋底部，并不是那么容易被发现的，因此，在未来几百年，人类需要不断努力探索地下资源，进行工作量巨大的地热勘察。

01

地热资源是什么？

地热是指贮存在地球内部的可再生热能，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。

由于地热能是储存在地下的，因此不会受到任何天气状况的影响，并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点，随时可以采用，不带有害物质。

关于地热的来源，有多种假说。一般认为，地热主要来源于地球外部热源和内部热源。外部热源包括太阳辐射等，内部热源包括放射性元素生热、地核热量等。根据测算，地核的温度达6000 C左右，地壳底层的温度达900~1000 C，地球表面恒温层(距地面约15米)以下约15千米范围内，地温随深度增加而增高，平均增温率约为3 C/100米。不同地区地热增温率有差异，接近平均增温率的称正常地温区，高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿，深大断裂及火山分布带等，是明显的地热异常区。

02

地热与其他资源的区别

地热能通过各种方式向地球表面传播热量至人们可以采集到的地壳上层，就形成了人类可以开发利用的地热资源，它是一种与地球同在、取之不尽用之不竭的热能源，而且地热能不受时间和地域限制，随时都在、到处都有。

地热资源和煤、石油、天然气及其它传统矿产资源不一样，埋藏于地下且可以吸收、传导、蕴藏地热能的水、岩石等物质皆可称之为地热资源，人们可以通过它们获取地热能，一旦它们脱离了地下地热能的供给，其体内蕴藏的热量将很快散去。就像风能蕴含于风速中、太阳能通过空气辐射一样，地热能是通过地壳内各种介质传导至地面上来的，人们能够借助于某种媒介有效地采集和利用时才能称其为资源。

03

地热资源如何开采？

勘查深度可根据主要热储类型、埋藏深度、当前的开采技术经济条件和市场需要确定，对于天然出露的带状热储类型，勘查深度一般控制在1000m内；隐伏的盆地型层状热储，勘查深度一般不超过4000m。

地热勘查应实行“探采结合”的原则，地热地质勘查钻孔能成井开采利用的，应按成井技术要求实施；地热开采井的钻井地质编录、测井、完井试验与地质资料收集整理除按成井技术要求实施外，还应按地质勘查要求，取全取准各项地热地质资料。

1、井深 钻井越深，成本越高。

2、地质因素 钻井中地质构造的复杂程度 地质构造越复杂，变径越多，成本越高。

3、钻井的地理位置 这决定了钻井设备的搬运方式和动力来源，进而影响钻井成本。

4、钻机的进尺、动力大小和开孔直径 一般来说，进尺越深，要求的动力越大，成本也越高。

04

地热资源为何不是新能源主力？

从理论上来说，干热岩的储量是非常丰富的，只是，现有的勘探技术，还无法钻取到地球比较深层的地方，只能针对埋藏比较浅、地形地貌比较简单的干热岩进行开采。

并且，工作人员在对干热岩进行开采之前，还需要提前确定这些岩石缝隙的走向，这样才有利于更加高效地提取热量。

如果是想要进行大规模的提取，还需要对整个干热岩资源的分布，以及岩石缝隙做一个非诚清晰、全面的了解，目的是降低能源开采的成本，提升能源的利用价值。

由自然资源部中国地质调查局、国家能源局新能源和可再生能源司等联合出版的《中国地热能发展报告（2018）》（下称《报告》）指出，中国大陆336个主要城市浅层地热能年可采资源量折合7亿吨标准煤，可实现供暖（制冷）建筑面积320亿平方米，其中黄淮海平原和长江中下游平原地区最适宜浅层地热能开发利用。

地热能产业曾被寄予厚望。作为中国首个地热开发利用专项规划，2017年发布的《地热能开发利用“十三五”规划》（下称地热“十三五”规划）预计，2016-2020年，地热能供暖可拉动投资约2200亿元，地热发电可拉动投资约400 亿元，合计约为2600亿元。

市场规模达2600亿的地热能，为何发展如此缓慢？

“因地制宜开发利用地热能。”日前公布的国家“十四五”规划，对地热能发展基调作出如上表述。

地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点。目前，中国地热能主要包括地热发电和地热直接利用（供暖）两大途径，与清洁供暖和“双碳”目标高度契合。

地热能产业曾被寄予厚望。作为中国首个地热开发利用专项规划，2017年发布的《地热能开发利用“十三五”规划》（下称地热“十三五”规划）预计，2016-2020年，地热能供暖可拉动投资约2200亿元，地热发电可拉动投资约400 亿元，合计约为2600亿元。

然而，现实却很骨感。

中国能源研究会地热专业委员会专家委员会主任、中国地源热泵产业联盟专家委员会主任郑克棪曾撰文称，“十三五”期间，国内地热发电新增装机容量18.08兆瓦，占到“十三五”规划的3.6%；全国在运地热发电总装机量为44.56兆瓦，占到规划装机容量的8%左右。

郑克棪认为，地热发电没有完成规划任务，主要原因是地热没有享受《可再生能源电价附加分摊管理办法》的补贴。

以西藏羊易地热电站为例，该电站2018年并网发电，2019年上网，目前上网电价为0.25元/千瓦时，没有任何补贴，电厂运行艰难。

同样是可再生能源的风能和太阳能，均享受到了相关补贴，并在近年实现了跨越式发展。

此外，根据2020年9月1日施行的《资源税法》，将地热纳入了能源矿产类别税目，税率从价计征1%-20%或者从量计征每立方1-30元。这进一步遏制了地热在可再生能源中的竞争性，也抑制了资本大规模进入的积极性。

在地热直接利用领域，中国连续多年位居世界首位，但与“十三五”规划相比，也存在一定差距。

另外，地热能的初期投资、初装费高于煤炭和天然气。中国石化上述资料显示，假设燃煤锅炉房初投资为1，地下水源热泵系统初投资约为1.25-2.8；地源热泵的初装费将近万元。

这成为制约地热能供暖（制冷）应用的重要因素之一。

（以上知识整理自网络，版权归原作者所有）

Tags： [db:tag]

版权声明： 感谢您对【华丽科普网】网站平台的认可，无特别说明，本站所有文章均归【华丽科普网】平台所有，转载请说明文章出处“来源【华丽科普网】”。 https://jxhualida.com/post/3400.html