地熱能

　　地熱能 〔Geothermal Energy〕是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內部的熔巖，并以熱力形式存在，是引致火山爆發及地震的能量。地球內部的溫度高達7000攝氏度，而在80至100公英里的深度處，溫度會降至650攝氏度至1200攝氏度。透過地下水的流動和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼，熱力得以被轉送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱了的水*終會滲出地面。運用地熱能*簡單和*合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，并抽取其能量。地熱能是可再生資源。

作用
　　人類很早以前就開始利用地熱能，例如利用溫泉沐浴、醫療，利用地下熱水取暖、建造農作物溫室、水產養殖及烘干谷物等。但真正認識地熱資源，并進行較大規模的開發利用卻是始于20世紀中葉。
　　1．地熱發電
　　地熱發電是地熱利用的*重要方式。高溫地熱流體應首先應用于發電。 地熱發電和火力發電的原理是一樣的，都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉變為機械能，然后帶動發電機發電。所不同的是，地熱發電不象火力發電那樣要裝備龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱能。地熱發電的過程，就是把地下熱能首先轉變為機械能，然后再把機械能轉變為電能的過程。要利用地下熱能，首先需要有“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來。目前能夠被地熱電站利用的載熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水。按照載熱體類型、溫度、壓力和其它特性的不同，可把地熱發電的方式劃分為蒸汽型地熱發電和熱水型地熱發電兩大類。
　　（1）蒸汽型地熱發電
　　蒸汽型地熱發電是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽輪發電機組發電，但在引入發電機組前應把蒸汽中所含的巖屑和水滴分離出去。這種發電方式*為簡單，但干蒸汽地熱資源十分有限，且多存于較深的地層，開采技術難度大，故發展受到限制（參考《資源》欄目有關文章）。主要有背壓式和凝汽式兩種發電系統。
　　（2）熱水型地熱發電
　　熱水型地熱發電是地熱發電的主要方式。目前熱水型地熱電站有兩種循環系統：a、閃蒸系統。閃蒸系統如圖1所示。當高壓熱水從熱水井中抽至地面，于壓力降低部分熱水會沸騰并“閃蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽輪機做功；而分離后的熱水可繼續利用后排出，當然*好是再回注人地層。 b、雙循環系統。雙循環系統的流程如圖2所示。地熱水首先流經熱交換 器，將地熱能傳給另一種低沸點的工作流體，使之沸騰而產生蒸汽。蒸汽進入汽輪機做功后進入凝汽器，再通過熱交換器而完成發電循環。地熱水則從熱交換器回注人地層。這種系統特別適合于含鹽量大、腐蝕性強和不凝結氣體含量高的地熱資源。發展雙循環系統的關鍵技術是開發高效的熱交換器。
　　2．地熱供暖
　　將地熱能直接用于采暖、供熱和供熱水是僅次于地熱發電的地熱利用方式。因為這種利用方式簡單、經濟性好，備受各國重視，特別是位于高寒地區的西方國家，其中冰島開發利用得*好。該國早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上**個地熱供熱系統，現今這一供熱系統已發展得非常完善，每小時可從地下抽取7740t80℃的熱水，供全市11萬居民使用。由于沒有高聳的煙囪，冰島首都已被譽為“世界上*清潔無煙的城市”。此外利用地熱給工廠供熱，如用作干燥谷物和食品的熱源， 用作硅藻土生產、木材、造紙、制革、紡織、釀酒、制糖等生產過程的熱源也是大有前途的。目前世界上*大兩家地熱應用工廠就是冰島的硅藻土廠和新西蘭的紙槳加工廠。我國利用地熱供暖和供熱水發展也非常迅速，在京津地區已成為地熱利用中*普遍的方式。
　　3．地熱務農
　　地熱在農業中的應用范圍十分廣闊。如利用溫度適宜的地熱水灌溉農田，可使農作物早熟增產；利用地熱水養魚，在28℃水溫下可加速魚的育肥，提高魚的出產率；利用地熱建造溫室，育秧、種菜和養花；利用地��給沼氣池加溫，提高沼氣的產量 等。 將地熱能直接用于農業在我國日益廣泛，北京、天津、西藏和云南等地都建有面積大小不等的地熱溫室。各地還利用地熱大力發展養殖業，如培養菌種、養殖非洲鯽魚、鰻魚、羅非魚、羅氏沼蝦等。
　　4．地熱行醫
　　地熱在醫療領域的應用有誘人的前景，目前熱礦水就被視為一種寶貴的資源，世界各國都很珍惜。由于地熱水從很深的地下提取到地面，除溫度較高外，常含有一些特殊的化學元素，從而使它具有一定的醫療效果。如合碳酸的礦泉水供飲用，可調節胃酸、平衡人體酸堿度；含鐵礦泉水飲用后，可**缺鐵貧血癥； 氫泉、硫水氫泉洗浴可**神經衰弱和關節炎、皮膚病等。 由于溫泉的醫療作用及伴隨溫泉出現的特殊的地質、地貌條 件，使溫泉常常成為旅游勝地，吸引大批療養者和旅游者。在日本就有1500多個溫泉療養院，每年吸引1億人到這些療養院休養。我國利用地熱****的歷史悠久，含有各種礦物元素的溫泉眾多，因此充分發揮地熱的醫療作用，發展溫泉療養行業是大有可為的。
　　未來隨著與地熱利用相關的高新技術的發展，將使人們能更**地查明更多的地熱資源；鉆更深的鉆井將地熱從地層深處取出，因此地熱利用也必將進入一個飛速發展的階段。
　　地熱能在應用中要注意地表的熱應力承受能力，不能形成過大的覆蓋率，這會對地表溫度和環境產生不利的影響！
　　因此，需要我們充分計算！
　　5. 中國地熱能的發展預測
　　根據我國地熱開發利用現狀、資源潛力評估和國家、地區經濟發展預測，地熱產業規劃目標、任務初期，中期，遠期三個階段。
　　一、長期目標與任務
　　1）高溫地熱發電裝機達到75～100MW
　　主要藏滇高溫地熱勘探開發200～250℃以上深部熱儲。力爭單井地熱發電潛力達到
　　10MW以上，單機發電10MW以上。
　　2．地熱采暖達到2200~2500m2
　　主要在北方京、津、冀地區，環渤海經濟區、京九產業帶、東北松遼盆地、陜中盆地、寧夏銀川平原地區發展地熱采暖、地熱高科技農業，建立地熱示范區。單井地熱采暖工程力爭達到15萬m2。　
　　二、中期目標與任務
　　1．高溫地熱發電裝機達到40~50MW
　　主要在西藏羊八井開發利用已有深部高溫熱儲，使ZK4001地熱井得以利用（溫度250℃以上，發電10MW）；
　　積極建設西藏羊易地熱電站，擬定裝機12MW；
　　在滇西騰沖高溫地熱田力爭完成250℃以上1~2口地熱生產井施工，發電潛力12MW以上。
　　2．地熱采暖達到1500萬m2
　　主要在京津冀，京九沿線的山東西部，松遼盆地的大慶地區建立地熱示范區。
　　單井地熱采暖達10~15萬m2，單個地熱采暖區50~100萬m2。在已開發的地熱田建立生產回灌系統。
　　三、初期目標與任務
　　1．高溫地熱發電
　　主要在羊八井地熱電站，對現有地熱發電裝備進行完善、優化，穩發25MW；
　　力爭利用ZK4001孔高溫地熱流體 ，增發、滿發、達到總裝機30MW；
　　努力完成滇西騰沖高溫地熱井施工，打出250℃地熱流體，力爭發電潛力達到12MW。
　　2．地熱采暖達到950萬m2
　　主要在京津地區、京九沿線的山東西部，松遼盆地的大慶地區，完善、優化已有地熱供熱工程，選點建立示范區。
　　總之，至2010年地熱開發利用總量：地熱發電裝機達到75~100MW，地熱采暖達到2500m2。熱能利用總計約相當于1500萬噸標煤當量。　
　　四、存在的障礙
　　1．地熱管理體制和開發利用工程、項目的適合市場經濟的運行機制沒有建立起來，舊的計劃經濟管理體制、運行機制還沒有完成改變，影響地熱產業快速健康發展；
　　2．地熱資源的勘探、開發具有高投入、高風險和知識密集的新興產業，化解風險的機制和社會保障制度尚未建立起來，影響投資者、開發人的信心、影響了地熱產業發展；
　　3．系統的技術規程、規范和技術標準尚不健全和完善。

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