地热能

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地热能

    地球内部蕴藏着巨大的能量。人们把来自地球内部的热能叫做地热能。地球通过火山爆发和温泉等途径,将它内部的内能源源不断地输送到地面。目前,除温泉外,人们对地热能的大规模开发利用还处于初始阶段,所以说地热还属于一种新能源。

    从地表向地球内部深入,温度逐渐上升。地壳的平均温升为20~30℃/千米,大陆地壳底部的温度为500~1000℃,地球中心的温度约6000℃。据估算,在10千米的地壳外层内的储热量为12.6×1026焦耳,相当于世界上煤炭的经济可开采储量所含热量的7万多倍。可见,地热能是相当巨大的。

    根据地下热能储存的不同形式,地热能可分为水热资源(包括地热蒸气和地热水)、地压资源、干热岩和熔岩四类。地热水指以水为主的对流水热系统,包括热水和湿蒸气,这类地热能世界上分布较广。蒸气型地热能指以过热蒸气为主的对流水热系统,含有少量气体或水。地压资源指在高压下由深层提取可溶性甲烷。干热岩指地下广泛存在的没有水或含有少量蒸气的热岩石。熔岩型地热能就是岩浆,其温度高达650~1200℃。开采时需要在火山地区打几千米深的钻孔,目前尚没有利用。

    地热发电的原理与火力发电大致相同。由于地热发电不消耗燃料,因而不需要庞大的燃料运输、存储设备,设备系统远比火力发电简单;地热发电后排出的热水只是降低一些温度,仍然可以用于取暖、洗浴、医疗、化工等;地热电站不会排出污染环境的烟气和灰土。这些是地热发电的突出优点。然而,地热电站的分布、规模和发电成本受地质条件的影响很大,为了广泛地利用地热资源,地热发电正从蒸气型向热水型发展。此外,利用干热岩发电也已进入实际应用阶段。

    对于地热能的开发利用,如果从1904年意大利建成世界上第一座地热发电站算起,已90多年的历史了。但是,只有近二三十年来地热能的开发利用才逐渐引起世界各国的普遍注意和重视。

    据统计,目前世界上已有120多个国家和地区发现和打出地热泉与地热井7600多处。地热能的利用,当前主要有采暖、发电、育种、温室、栽培、洗浴等方面。70年代初估计全世界可作为发电用的地热能约有6000万千瓦,主要分布在意大利、美国、新西兰、墨西哥、冰岛和前苏联等国家。由于钻井技术的不断进步,深层地热的开发将成为现实,地热发电容量将远超过此数。目前,许多国家都建成了不同规模的地热电站,总计约有150座左右,装机总容量超过600万千瓦。

    我国具有丰富的地热资源,已发现的地热点有2500多处,天然地面热泉就有2000处以上。地热利用在我国具有广阔的前景。地热发电装机总容量已 约有1万千瓦。目前最大的是西藏的羊八井湿蒸气地热电站,地热井口温度平均为140℃,第一期工程装机容量1000千瓦于1979年9月建成投产,以后又有4台3000千瓦机组陆续投入运行。我国地热能的开发利用还处于初级阶段,估计到2000年,地热的利用将相当于6000万吨标准煤,地热发电机组容量将发展到万千瓦级的水平。干热岩和地压地热资源的基础研究工作即将列入科技规划。