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為熱能
  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,表現為火山爆發、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境條件下,能夠從地殼開發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生產,直接利用的發展規模也越來越大。20世界中葉開始,地熱能的大規模開發利用漸漸盛行。目前地熱能的直接利用發展十分迅速,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:地熱發電地熱供暖、地熱務農和地熱行醫。
  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:地熱水供暖系統地源熱泵系統和地源熱風供暖系統地熱水供暖系統可分為直接供暖系統和間接供暖系統。直接供暖系統將沒有腐蝕性的天熱地熱水經管道直接送往用戶。間接供暖系統將有腐蝕性的地熱水供暖循環水分開,通過換熱器將地熱水的能量傳遞給潔凈的循環水,然后再把地熱水排放或實現綜合利用
  地源熱泵系統,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,既可集中送風也可分散送風。
  地熱在農業的應用范圍十分廣闊,可利用地熱水灌溉農田和漁業養殖,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,地熱還應用于洗浴和醫療等領域。
  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療效果。如含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炎、皮膚病等。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。
  地熱發電作為最清潔的發電技術之一,其生產過程是先把地熱能轉變為機械能,再把機械能轉變為電能。地熱發電可以向電網不斷輸送電力,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。
  地熱發電原理
  世界上第一個利用地熱發電的國家是意大利。1904年,意大利著名化學家及發明家皮耶羅·吉諾尼·康蒂設計10kW的地熱發電試驗,以高溫蒸汽推動發電機,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供電,是目前世界上唯一運轉超過百年的地熱電廠
  地熱發電廠
  隨著傳統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美國全球地熱發電裝機容量最大的國家,目前地熱發電能力已超過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電站。在地熱利用規模上,我國近些年來一直位居世界首位,并以每年近10%的速度穩步增長。
  火山口
  地熱能開發利用具有供能持續穩定、高效循環利用、可再生的特點,可減少溫室氣體排放,改善生態環境,在未來清潔能源發展中占重要地位,有望成為能源結構轉型的新方向。在能源發展綠色低碳、清潔高效趨勢發展的趨勢下,地熱能利用將迎來多重發展機遇,未來前景十分廣闊!