工程地質

常見于熔巖和溫泉的地熱資源新應用

  地熱能是一種新的潔凈能源。在可再生能源之中,地熱能是唯一來自地球內部的能量。地球內部的能量,主要來自放射性元素的衰變。放射性元素的衰變是原子核能的釋放過程。高速粒子的動能與輻射能在與其它物質的碰撞過程中轉變?yōu)?a href="http://m.zxkjjt.com/t/熱能.html" >熱能。
  活躍的巖漿
  地球內部的熱能會以傳導、對流和輻射的方式傳遞到地面上來,表現(xiàn)為火山爆發(fā)、間歇噴泉和溫泉等形式。在某些地質作用下,地球內部的熱能會向某些地域聚集,集中到特定深度范圍內。在當前技術經濟和地質環(huán)境條件下,能夠從地殼開發(fā)出來的熱能量和熱流體中的有用成分,稱之為地熱資源。
  地熱能的總儲存量為煤炭的1.7億倍。據(jù)估計,全世界地熱資源的總量大約相當于5000萬億噸標準煤燃燒時放出的熱量。地下水深處的循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到地殼后,把熱量從地下深處帶至近表層。地熱能不但是無污染的清潔能源,而且如果熱量提取速度不超過補充的速度,那么熱能還是可再生的。
  熔巖湖
  人類很早以前就開始利用地熱能,早期主要是利用天然溫泉地下熱水、天然蒸汽。1812年,意大利人從地熱泉水蒸發(fā)殘渣中提取了硼酸。1827年,意大利人又率先利用天然地熱蒸汽參與加工。進入20世紀,地熱資源開始被用于一些新型的工農業(yè)生產,直接利用的發(fā)展規(guī)模也越來越大。20世界中葉開始,地熱能的大規(guī)模開發(fā)利用漸漸盛行。目前地熱能的直接利用發(fā)展十分迅速,已廣泛應用于各個方面,并獲得良好的經濟技術效益。
  全能的地熱能!
  不同溫度的地熱流體其利用方式也有所不同,目前而言,地熱能主要應用于四個方面:地熱發(fā)電、地熱供暖、地熱務農和地熱行醫(yī)。
  采暖、供熱和熱水供應,是最普遍的地熱應用方式。地熱供暖主要有三種形式:地熱水供暖系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)和地源熱風供暖系統(tǒng)。地熱水供暖系統(tǒng)可分為直接供暖系統(tǒng)和間接供暖系統(tǒng)。直接供暖系統(tǒng)將沒有腐蝕性的天熱地熱水經管道直接送往用戶。間接供暖系統(tǒng)將有腐蝕性的地熱水供暖循環(huán)水分開,通過換熱器將地熱水的能量傳遞給潔凈的循環(huán)水,然后再把地熱水排放或實現(xiàn)綜合利用。
  地源熱泵系統(tǒng),主要是通過介質從地下吸收熱量,并將經過壓縮轉化的能量傳導應用。地源熱泵供暖比例最高的國家是瑞士,達到96%,位居世界第一。在耗熱量大的建筑物和有防風要求的供暖場合,大多采用地源熱風供暖系統(tǒng),既可集中送風也可分散送風。
  地熱在農業(yè)的應用范圍十分廣闊,可利用地熱水灌溉農田和漁業(yè)養(yǎng)殖,也可利用地熱建造溫室,還能利用地熱給沼氣池加溫。除了農業(yè),地熱還應用于洗浴和醫(yī)療等領域。
  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(yī)療效果。如含碳酸的礦泉水供飲用,可調節(jié)胃酸、平衡人體酸堿度;含鐵礦泉水飲用后,可治療缺鐵貧血癥;氫泉、硫水氫泉洗浴可治療神經衰弱和關節(jié)炎、皮膚病等。因此充分發(fā)揮地熱的醫(yī)療作用,發(fā)展溫泉療養(yǎng)行業(yè)是大有可為的。
  地熱發(fā)電作為最清潔的發(fā)電技術之一,其生產過程是先把地熱能轉變?yōu)闄C械能,再把機械能轉變?yōu)殡娔?。地?a href="http://m.zxkjjt.com/t/發(fā)電.html" >發(fā)電可以向電網(wǎng)不斷輸送電力,不像其它方式存在間歇性和不確定性,幾乎完全不受氣候的影響。
  地熱發(fā)電原理
  世界上第一個利用地熱發(fā)電的國家是意大利。1904年,意大利著名化學家及發(fā)明家皮耶羅·吉諾尼·康蒂設計10kW的地熱發(fā)電試驗,以高溫蒸汽推動發(fā)電機,點亮了5個100瓦的電燈。1913年世界第一座250kW的地熱電廠在意大利的拉爾岱雷羅誕生,這也是世界第一座再生能源電廠,當時為意大利國家鐵路電力系統(tǒng)供電,是目前世界上唯一運轉超過百年的地熱電廠。
  地熱發(fā)電廠
  隨著傳統(tǒng)化石能源的日益緊缺,地熱能源越來越受到關注,世界各國紛紛加速地熱能開發(fā)。美國全球地熱發(fā)電裝機容量最大的國家,目前地熱發(fā)電能力已超過2800MW,擁有世界上最大的地熱電站。
  我國擁有豐富的地熱資源,主要分布在云南、西藏、河北等省份,其中距地表2000米內儲藏的地熱為2500億噸標準煤。位于西藏羊井草原深處的羊八井地熱電廠,是我國目前最大的地熱試驗基地,也是世界上海拔最高的地熱發(fā)電站。在地熱利用規(guī)模上,我國近些年來一直位居世界首位,并以每年近10%的速度穩(wěn)步增長。
  火山口
  地熱能開發(fā)利用具有供能持續(xù)穩(wěn)定、高效循環(huán)利用、可再生的特點,可減少溫室氣體排放,改善生態(tài)環(huán)境,在未來清潔能源發(fā)展中占重要地位,有望成為能源結構轉型的新方向。在能源發(fā)展綠色低碳、清潔高效趨勢發(fā)展的趨勢下,地熱能利用將迎來多重發(fā)展機遇,未來前景十分廣闊!