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地热资源的开发

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前德国是全球利用风能最多的国家,风力和太阳能发电已经迅速地发展,但基于环保因素的考虑,德国又在积极开发地热资源,并大力兴建地热发电厂,从地层深处汲取98℃的热水进行发电。不同地区地热增温率有不同,接近平均增温率的称正常温区,高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的重点对象。

地热能是指储存在地球内部的可再生热能,大多集中分布在构造板块边缘地区,起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。全球地热能的储量与资源潜量非常巨大,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h,但是地热能的分布相对比较分散,因此开发起来困难很大。

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他可再生能源的所有特点,随时可以采用,不带有害物质,关键在于是否有更先进的技术进行开发。目前地热能在全球应用相当普遍,开发技术也在逐步完善。

地热能的利用包括将低温地热资源用于浴池和空间供热以及用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热,同时还可以利用干燥的过热蒸汽和高温水进行发电,利用中等温度水通过双流体循环发电设备发电等,目前这些地热能的开发应用技术已经逐步成熟,而且对从干燥的岩石中和从地热增压资源及岩浆资源中提取地热能的有效方法进行研究,可以进一步提高地热能的应用价值,但是目前地热能的勘探和提取技术还有待改善。

一些国家在对地热能的利用方面已经获得了不错的经济效益。利用地热进行供暖,既缓减能源压力,又将很大程度地减少由燃油和煤炭供暖所造成的空气污染。

在全球国家中,德国始终积极发展本国的可再生能源。目前德国是全球利用风能最多的国家,风力和太阳能发电已经迅速地发展,但基于环保因素的考虑,德国又在积极开发地热资源,并大力兴建地热发电厂,从地层深处汲取98℃的热水进行发电。研究证明,利用地热发电的总潜力几乎等同于德国年需电量的600倍,另外还有相当于需求量1.5倍的供暖潜能。而法国也在根据热干岩石的原理建造发电站,并生产出巨大的电能以满足经济发展与生活的需求。

在地热能源的开发和技术转让方面,未来的发展空间与潜力非常大,但由于利用地热能源进行发电的成本较高,所以需要进行更多的技术研究以解决这一问题。随着对地热资源的不断开发与研究,地热能源必将成为继水力、风力和太阳能之后又一种非常有潜力的重要的新能源。

地热资源是世界上最古老的能源之一。据测算,地球内部的总热能量,约为全世界煤炭储量的1.7亿倍。每年从地球内部经地表散失的热量,相当于1000亿桶石油燃烧产生的热量。

地球本身像一个大锅炉,深部蕴藏着巨大的热能。在地质因素的控制下,这些热能会以热蒸汽、热水、干热岩等形式向地壳汇集,如果达到可开发利用的条件,便成了具有可利用价值的地热资源。

地热资源按温度可分为高温、中温和低温三类。

温度大于150℃的地热以蒸汽形式存在,叫高温地热;90℃~150℃的地热以水和蒸汽的混合物等形式存在,叫中温地热;温度大于25℃、小于90℃的地热以温水(25℃~40℃)、温热水(40℃~60℃)、热水(60℃~90℃)等形式存在,叫低温地热。

高温地热一般存在于地质活动性强的全球板块的边界,即火山、地震、岩浆侵入多发地区,著名的冰岛地热田、新西兰地热田、日本地热田以及我国的西藏羊八井地热田、云南腾冲地热田、台湾大屯地热田都属于高温地热田。

中低温地热田广泛分布在板块的内部,我国华北地区的地热田多属于中低温地热田。

人类对地热的来源,有多种假说。一般认为,地热主要来源于地球内部放射性元素蜕变放热能,其次是地球自转产生的旋转能以及重力分异、化学反应,岩矿结晶释放的热能等。

在地球形成过程中,这些热能的总量超过地球散逸的热能,形成巨大的热储量,使地壳局部熔化形成岩浆作用、变质作用。

科学家算出地核的温度达6000℃,地壳底层的温度达900℃~1000℃,地表常温层(距地面约15米)以下约15公里范围内,地温随深度增加而增高。地热平均增温率约为3℃/100米。不同地区地热增温率有不同,接近平均增温率的称正常温区,高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的重点对象。

地壳板块边沿,深大断裂及火山分布带等,是显著的地热异常区。

勘探地热资源,通常采用地表地热调查、钻探和各种物探方法。近年来红外线遥感技术在勘察中取得明显成绩。

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