• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.国内外地热能及其利用现状
  • 4.世界地热资源勘探开发历史和现状
  • 5.中国地热资源的开发利用
  • 5.1.地热发电
  • 5.2.地热直接利用
  • 6.地热发展前景
  • 7.地热资源的类型和特点
  • 8.地热资源开发的障碍
  • 9.干热岩地热发电系统及特点
  • 10.我国干热岩储量分布状况及典型地区储层特征
  • 11.技术难题
  • 12.结论及建议
  • 13.地热能源开发的机遇与挑战
  • 14.加快我国地热资源勘探开发的建议
  • 14.1.摸清家底,科学规划
  • 14.2.东西同行,干湿兼顾
  • 14.3.盆山并重,工程示范
  • 14.4.内联外合,跨越发展
  • 15.结语

地热能源开采

地球内部所包含的热能。它有两种不同的来源, 一种来自地球外部,一种来自地球内部。地球表层的热能主要来自太阳辐射, 表层以下约15~30 m的范围内, 温度随昼夜、四季气温的变化而交替发生明显的变化, 这部分热能称为“外热”。从地表向内,太阳辐射的影响逐渐减弱,到一定深度,这种影响消失,温度终年不变,即达到所谓“常温层”。从常温层再向下,地温受地球内部热量的影响而逐渐升高,这种来自地球内部的热能称为“内热”。每深入地下100 m或1 km地温的增加数称为地热增温率, 或称地温梯度。

地热能储存于地下,不受气候条件的影响,既可作为基本负荷能,也可作为峰值负荷能使用。从其开发利用成本来看,地热能源相对于其他可再生能源更有发展潜力。地热作为一种清洁能源正受到全世界的日益关注。

基本信息

  • 中文名

    地热能源开采

  • 外文名

    the exploitation of Geothermal energy

  • 存在问题

    地质复杂前期投入高等

  • 发展建议

    科学规划加强合作

  • 来源

    太阳辐射地球内热

  • 应用

    发电直接取暖等

国内外地热能及其利用现状

早在人类文明之初,世界上许多国家的人们就利用温泉洗浴和清洗衣物。在20 世纪,地热能源首次被大规模开发用于采暖、工业加工和发电。近30 年来,地热能的利用急剧增长。到2000 年,世界上 80 个拥有地热资源的国家中,58 个国家已有地热利用的记载。近期的发展特点是地源热泵增长极快,年利用能量占直接利用能量的 32%。

世界地热资源勘探开发历史和现状

中国是世界上最早开发利用地热资源的国家之一,早在春秋战国时期便有温泉洗浴的记载。但直到目前我国的地热资源的开发利用方面仍大多采用祖辈世代相传的洗浴、保健、养殖、采暖、制冷等直接利用方式,而利用地热发电的占比很小。地热直接利用虽然简便,但资源利用率低,平均不到30%。而现代化的地热发电利用率可达90%以上。

1904年意大利人首次利用地热蒸汽发电机点燃了4盏电灯泡,并于1913年建成了世界上第一个商业性的地热能发电站,揭开了人类利用地热发电的篇章。随后,新西兰、墨西哥、美国、日本、俄罗斯(前苏联)、冰岛、中国等国相继利用地热发电。

1960年美国在距离旧金山以北117km的盖瑟斯火山区建成第一个地热发电站,这一地区现在已经建成350多口地热井22个地热电站,总装机容量为1517MW。

中国第一个地热发电站于1970年在广东丰顺动工,当年年底建成投产,装机容量300k W。稍后又在江西宜春、河北怀来、山东招远、广西象州、湖南宁乡和辽宁盖州等地相继建成了6座装机容量为100~300k W的中低温地热电站,并在西藏的羊八井、郎久和那曲建造了三座MW级的中高温地热电站。然而,全国目前在运行的地热发电总装机容量基本上全部来自1975年投产随后几度扩容的西藏羊八井地热电站。

美国建造第一个地热电站仅比中国早10年,但美国现有80余座地热发电厂,总装机容量为3386MW,比中国高出140倍。不仅如此,据美国地热协会最近发布的报告表明,美国目前已经确认的在建地热发电项目装机容量为2511~2606 MW。

除了美国和意大利以外,菲律宾、印度尼西亚、墨西哥、新西兰、冰岛和日本等国也是地热能源开发大国。目前全世界利用地热能发电的国家共有24个,在运动的地热发电总装机容量为11.45G W。美国位居全球第一,中国位居第18位。

中国地热资源的开发利用

中国地热资源丰富,通过30 多年地热地质调查,已发现地热区3200 多处,已完成的大、中型地热田勘查50 多处,主要分布在京、津、冀、东南沿海、内陆盆地和藏滇地区。其中大于150℃的高温地热系统,即直接可以用于发电的有 255 处,总发电潜力5800MW(30年);中低温地热系统可用于非电直接利用的2900 多处,开发潜力在 2000 亿t 标准煤当量以上。

地热发电

中国适于发电的高温地热资源主要分布在西藏、云南和台湾等地区。西藏地热资源丰富,境内已发现温泉和沸水等各类型的地热约 666 处。依据初步调查的350 余处地热显示点的热流量,其热能每年可折合约 300 万t 标准煤所释放的热量。通过与联合国开发计划署和意大利等国政府的合作,西藏对羊八井和那曲地热资源进行了颇有成效的勘探、开发和利用。现在西藏全区已建成了 3座地热电站,总装机容量近3MW。其中著名的羊八井地热电站装机容量达到 215MW,是中国最大的地热电站。

地热直接利用

经过 30 多年的发展,中国地热直接利用已具有相当规模,并且利用面广,在许多地方已形成良性开发。

地热采暖。中国地热采暖已有十几年的历史。目前已成为地热利用中经济效益最好的国家之一。

地热在农副业方面的应用。地热水也广泛应用于农副业生产。北京、河北等地用热水灌溉农田,调节水温,用30~40℃的地热水种植水稻,以解决春寒时的早稻烂秧问题。温室种植所需热源温度不高,在有地热资源的地方,发展温室种植是促进该地区农业发展的方法之一。

地源热泵。地源热泵突出的优点是能效利用高,1k W 的电力可以产生 3~4k W 的热能,又能兼用于冬季供暖和夏季制冷,且大大减少环境污染。与电、燃料锅炉供热系统相比,地源热泵要比电锅炉加热节省 2/3 以上的电能,比燃料锅炉节省1/2 以上的能量。中国绝大部分地区,地表以下 5~10m 的温度稳定在5~25℃,地源热泵系统在全年的使用过程中能效比在 313~415 之间,也就是说,1k W·h 的热量输出只需要0122~0130k W·h 电量,这比空气热泵高出 40%,而运行成本仅是中央空调系统的50%~60%。

应用于医疗保健、娱乐和旅游。北京地区的地热水属于中低温热矿水,富含锂、氟、氡、偏硼酸和偏硅酸等多种矿物质,有一定的医疗和保健作用。经常用热矿水进行洗浴,对高血压、冠心病、心脑血管、风湿病、皮肤病等有一定疗效。热矿水入室,会提高居民的生活质量。此外,依托温泉浴疗,可以开发游泳馆、嬉水乐园、疗养中心、温泉饭店和温泉度假村等一系列娱乐旅游项目。