地热能geothermal energy由于地球构造运动、火山喷发、岩浆作用以及地下水的深循环放出的能量。每年通过地球表面向太空散发的热量达1.017×1024千焦(相当3.57亿亿吨标准煤)。热能散发量随着地壳形态、厚薄、岩性、地层构造等条件的变化差异极大,单位深度内地温增长率高于该区域平均值的则称为地热异常区,是人们探寻的地热资源。 地热类型 按热储共分为五类,即热水型、地压地热型、蒸汽型、干热岩型和岩浆型。❶热水型热储呈层状体或破碎带层状体,上部有隔热性能好的隔水盖层,而热储层则为高孔隙率和良渗透率的岩层,温度范围可分为高温(150℃以上),中温(90~150℃)和低温(25~90℃)三级。 ❷地压地热型热储为层状体,封闭存于深4000~5000米的高温高压、并饱含甲烷气的地热水环境中。 ❸蒸汽型地热与现代火山或年青的岩浆活动有关,具有强的热源补给,而地下水的补给相对地弱,热水中的压力大大低于静水压力,呈干蒸汽或湿蒸汽状态。 ❹干热岩型是一种地下普遍存在的没有水或蒸汽的热岩体,人类通常利用的是埋藏较浅(深度不超过5000米)干而不透水的高热岩体,利用钻井穿入2000~3000米(有的达6000米)的热岩体,注入冷水使井间岩体破碎并形成人工环流通道,再通过环流取出该系统的热能(相当于注入冷水经热交换后再抽出)。 ❺岩浆型热储体为浅部未凝固的岩浆,它的温度为650~850℃。热岩浆资源能量巨大,但由于技术上的原因目前还难以利用。 资源分布 地热田的分布有一定规律,尤其是高温地热系统呈明显的带状分布。20世纪50年代以来,地质界广泛承认地壳由一些大小不等的板块构成,各板块的交界线称为缝合线。地壳则由太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极板块等六大板块组成,板块边缘是构造弱带,常称之为地壳构造活动带,它们的相对运动促使许多地质现象的产生,如岩浆活动、火山爆发、地震等。 环球性地热带主要有四个:一是环太平洋地热带。如美国的盖瑟尔斯、长谷、罗斯福热田,墨西哥的塞罗、普列托热田,新西兰的怀拉基热田,中国台湾的马槽,日本的松川、大岳等热田都在此带。二是地中海-喜马拉雅地热带。如意大利的拉德瑞罗热田,中国西藏羊八井、云南西部的腾冲地热田均分布于该带。三是大西洋中脊地热带,如冰岛的克拉费拉,纳马菲亚尔和亚速尔群岛等热田分布在此带上。四是红海-亚丁湾-东非裂谷地热带。如吉布提、埃塞俄比亚、肯尼亚等国的地热田。目前技术条件可以达到地表以下10公里范围,但经济合理的深度一般不超过3000米。 根据构造控制特征,中国的地热资源可分成三大地热区:一是包括台湾在内的东南沿海地区,南端以康滇地轴为界,北端以紫荆关大断裂西侧为界,台湾省内有6个高温水热系统(热储温度大于150℃),已发现温泉1350处以上;二是藏滇地热带,包括藏南、滇西及川西局部地区,是中国地热资源最丰富、高温热水系统最多的地区,拥有112个高温水热系统,已知温泉1479处,是地热发电最有前景的地区;三是西北地区,该区主要受阴山东西构造带控制,分布着低温水热系统,已查明有温泉151处。以2412个有实测流量的温泉计,中国温泉天然放热量总计为1.1135×1014千焦/年,相当于378.1万吨标准煤。根据地质矿产部水文司1982年7月资料,估计中国浅层(3000米以内)地热资源量相当于3.2123×106兆瓦。 地热利用 潜力巨大的地热资源现被人类视为能替代煤炭、石油的一种清洁廉价的能源而迅速发展起来,尤其近20年来以年均15%~19%的速度递增。据联合国1987年能源统计资料报道,1980年世界各国地热发电装机容量为238.8万千瓦,发电量为98.11亿千瓦小时,1986年增加到498.1万千瓦和296亿千瓦时,1987年发展到560.6万千瓦。其中美国221.185万千瓦,菲律宾89.4万千瓦,墨西哥65.5万千瓦,南斯拉夫60万千瓦,意大利50.42万千瓦,日本22.81万千瓦,新西兰16.72万千瓦。全世界规划的地热发电装机容量到1990年为1212.2万千瓦,2000年将达1764.4万千瓦。地热直接利用更是普遍,除洗浴以外,用能量已超过720万千瓦(热)。 中国地热资源丰富,是直接利用地热较早的国家之一。到1989年底已发现的温泉近3000处,打出的地热井2000余眼,勘查的地热田有45个。从20世纪70年代起,地热开始用于发电,从7个小型低温水热试验电站,发展到西藏羊八井的装机容量已达19000千瓦的地热电站,成为拉萨市主要电源。地热的中、低温热水适于在农业上利用,诸如烘干、制冷、供暖以及灌溉农田、温室种植、养殖等都取得良好效果(见地热农业利用)。但是开发地热的钻井工程一次性投资较高,所以中国目前多结合石油勘探进行。 地热能geothermal energy地球内部蕴藏的热能。它是地球内部物质运动、变化产生出来的。过去人们认为地球从炽热的流体凝固为固体之后,尚未冷却的中心部分就储存着地热,现在科学家认为地球内部的某种核反应不断提供着地热能。地热能的形式有地下热水、地热蒸汽和热岩层等。人们目前只能利用距地面较近的那部分地热能,主要是温泉、地下热水和蒸汽,可以用于生活采暖;工业上的干燥、蒸馏和发酵工艺等;农业上的地热温室和地热发电等。地下几千米深处热岩层的地热能利用,是依靠钻井灌水进入热岩层得到高温蒸汽而实现的。地热能是一种有很大实用价值与发展前途的新能源。 地热能Geothermal Energy地球内部的热能。主要由地下放射性元素蜕变放热和地幔热流通过基岩传播而来。开发地热能需要相当先进的技术,一旦石油、天然气等有限能源耗尽后,地热能源就会变得越来越重要。加拿大的地热能源主要贮藏在大草原各省的沉积岩中和沿海地带,估计仅沉积岩中热水所贮藏的热能就相当于加拿大全国1987年所耗能量的300倍,但由于现行的能源价格和技术,真正开发利用的地热能很少。 地热能 地热能direneng地热异常地区富集有大量的天然热气或热水,其中部分能量可供开采利用。地热能有干蒸汽、湿蒸汽和热水三种形式。高温干蒸汽的地下储量有限,但质量好,可以直接用于发电。美国加利福尼亚州的吉萨斯、意大利的拉德雷洛、新墨西哥州的克尔德拉以及日本的两个地区是已知的主要干蒸汽田。湿蒸汽田的储量大约是干蒸汽田的20倍。湿蒸汽在使用之前必须预先除去其中的热水,技术要求复杂一些,但这种水很容易脱盐,从而成为一个大量淡水的来源。地热蒸汽的温度和压力一般都达不到蒸汽发电厂所要求的指标,因而发电的总效率十分低,而冷却水的需要量却较大,这会导致热污染的增加。地热蒸汽可能含有硫化氢等有毒气体,当这些气体由冷却塔排入大气时,有可能引起严重污染,但某些地热水或电厂余热也可回收利用,如供农业、医疗及生活使用。 ☚ 矿物资源 可更新资源 ☛
地热能 地热能direneng地球内部的天然热能。地热来自地核里放射性元素的蜕变反应。地核里不断发生蜕变的放射性元素有钾40、铀235、铀238和钍232等。地核就象一座原子能反应堆,它每年产生的热量平均约有2×1021焦耳。这些热量的一半以上积累在地球内部。据估计,在1万米的地壳外层内的储热量约为12.6×1026焦耳,相当于4.6×1016吨煤的含热量,或者超过可采煤储量所含热量的7万倍。因此地核的温度相当高,可达5000℃以上。地球内部的温度由内向外,逐层下降。地球上地热资源分布很广,它们大体上和火山、地震分布地区一致。世界上最著名的地热资源地区“万烟谷”,在美国的阿拉斯加州。那里24×106米2的范围内,密布着几万个天然喷气气井。它们每秒钟喷出23米3、温度为100~650℃的蒸气和热水。我国西藏、云南、四川、台湾、祁连山和河西走廊,都有地热资源。云南的腾冲地区,高温地热带达15×1010米2。虽然地热能理论上的储量很大,但限于目前的技术水平,还只是地下热水、蒸汽和热岩层可以实际应用。利用地热能的方式一般是,有条件的则用以发电,不能发电的则用于生产和生活。广义的地热能还包括火山爆发和地震等的能量,但利用它们则是更遥远的事了。 我国是最早研究和开发利用地热能的国家之一。早在公元前五六百年的东周时期就有了开发利用地下热水的记载。我国古代天文学家张衡在公元前100年(汉代)就著有《温泉赋》。另外在古代的《水经注》、《本草纲目》等科学经典著作中,也都有关于温泉的记载和论述。世界上利用地热能发电是在20世纪初开始的。1904年,意大利的拉德雷洛地区应用自然逸出的蒸气将第一台试验地热电站投入运行,1913年开始发电。到20年代初,日本、美国、新西兰等国也实现了利用地热能发电。到1980年底,世界地热发电装机容量已达2472兆瓦,预计到2000年,世界地热发电装机容量最低累计量为11714兆瓦(也有人估计可达50000兆瓦)。利用地热能的方法很多,例如:在工业上用来烘干物品,生产纸张和纸浆,从地下深处出来的水里提取某些元素等。目前利用地热量最大的两家工厂是冰岛的硅藻土工厂和新西兰的纸浆与木材加工厂;在农业上用来温润土壤,温水灌溉,加热暖室,培育良种,种植蔬菜,提高水稻产量,进行家畜饲养、水产养殖等;在生活、医疗方面用来进行家庭取暖、温泉疗养等。利用地热能取暖在许多国家已很普遍,最负盛名的是冰岛雷克雅未克的区域供热系统。我国也有20多个省、市、自治区不同程度地开展了利用地热能的研究工作,有些地区已把地热水用于工农业生产和医疗、生活方面。1970年底,在广东丰顺邓屋建成了我国第一座地热试验电站,此后,在河北、湖南等地又相继建成多座地热试验电站,从事地热发电的试验研究工作。地热电站的问题是地址选择受限制较大,发电容量和发电效率较低,此外还需解决对环境的污染等问题。 ☚ 太阳能 海洋能 ☛ 地热能地球内部蕴藏的热能。贮藏量相当于地球煤贮量的1.7亿倍。已作为具有实用价值和有前途的新能源加以开发利用。参见“地热”。 地热能 地热能地热能就是可以被人类加以利用的地球内部的热能资源。它是一种贮量巨大的、备用的、有待大规模开发的新能源。 整个地球就是一个巨大的热库,蕴藏着巨大的能源,这种能源也来源于原子核反应,并主要以热能的形式不停地由地层深处传到地表,通过地表散向宇宙空间。用人工方法把这些深藏在地球内部的热开发出来并加以利用,就称之为地热能资源。 世界上地热资源的分布地带大约占地球表面的十分之一,通常与地震及火山活动的地带有关。 地球地热能的潜在资源是非常巨大的,据1981年联合国新能源和可再生能源会议专家估计,全球可开发利用的地热能总资源约5×1015吨标准燃料,约相当于目前全世界一年之内能源总消耗量的45万倍。 从目前的情况看,有开发利用价值的地热能资源通常可分为四大类。 (1) 地下热水系统。是在比较靠近地表的裂隙或孔隙性岩层中聚集或贮存的地下热水和地热蒸汽,温度从几十度到300—350℃,据科学家估计,这一部分地热资源,约占地热总资源的10%。目前就有开采利用的经济价值。 (2) 地压系统。是在高压下的较深部地层中贮藏的一种卤水和甲烷的高压地热流。温度约为150—200℃。这一部分地热能资源,约占地热总资源的20%,是一种有综合利用经济价值的地热能资源,但开发利用难度较大。 (3) 干热岩系统。是指在便于开采或可开采的深度内,在地表深处含有水或不含有水的异常热的岩石层中所贮存的巨大热能资源。温度约为150—650℃。这部分地热能资源,约占总地热资源的30%。是一种潜在的巨大的热能资源,开发利用的技术难度更大。 (4) 熔岩 (即岩浆) 系统。是指在地壳以下,10—100公里的范围内,温度高达650—1200℃的岩浆中贮存的巨大热能资源,约占地热总资源的40%。这是一种目前人类还无法驾驭的潜在巨大能源。在地球内部,由于地核和地幔的活动,使地热能量应力在地壳内部的某处高度集中,形成地震; 或使岩浆从较薄的地壳处爆发出来,形成火山喷发。地震和火山爆发,是一种直到目前人类还无法控制的、破坏性的地热能。 地热能资源有以下特点: 首先,地热能资源贮量非常巨大。科学家估计,仅地下热水和地热蒸汽储存的热能总量就相当于地球上全部煤炭资源的上亿倍,而这部分地热资源只占总地热能资源的10%,可见地热能资源贮量之巨大。 其次,相对于常规能源而言,地热能资源可以视为是一种洁净的新能源,但也存在环境污染问题,地热水和地热蒸汽开发中常常伴随有二氧化碳、硫化氢、甲烷、氮、氡等种种气体和悬浮颗粒排放到周围环境、特别是大气中,还有砷等排放到地下水和地面水中,造成对空气和水的污染。因此,地热能资源的开发利用,必须从一开始就注意防止污染和环境保护问题,并同时采取如开展综合利用等必要的防治措施。此外,地热能资源的开发,还有可能引起地面下沉、噪音污染和地震反应等严重不利影响,必须在开发利用地热能的同时加以重视、考虑和采取相应措施。 ☚ 放射性废物管理 水电站 ☛ 地热能 地热能存在于地球内部的热能。它是一种巨大天然能源。 地热最宏伟而壮观的现象就是火山爆发,而为人们常见的地热现象则是遍布于世界各地的温泉、沸泉等。早在有文字记载前就已被人类用于洗浴治病,从这个意义上讲,地热也是古老的能源。 地热是一种很有前途的新能源。一是地热作为能源用于发电和其他种种直接利用,是过去历史上所没有过的;二是现在人类不仅利用温泉等天然泄露的一些热能,而且还用钻探办法去开辟蕴藏在地层深处的巨大热能。意大利在拉德瑞罗地热田施工的地热井最深达4092米,温度达380℃。 地热利用按温度分两大类;发电与直接利用。用150℃以上的热流体发电热效率较高,经济上合理;150℃以下主要为直接利用。为提高热效率,也多采用梯级开发和综合利用,如热电联产,先供暖后养鱼等。 我国现在地热实际用量为0.8百万吨标准煤,到1990年将达到1.1百万吨,到2000年达到12—1.8百万吨标准煤,将占我国能源消耗的1.5—2%。 ☚ 海洋能 磁流体发电 ☛ 地热能 地热能地球内部蕴藏的热能。火山爆发、地震、炽热的气流、温泉等都是地球内部热能的释放形式。地球内部岩石中的放射性元素 (主要是铀、釷和鋰) 自然发生的缓慢衰变,是地球内巨量地热能的主要来源。地球内蕴藏的总热量为4×1030焦耳,仅地下热水和地热蒸汽储存的热量总量就为地球上全部煤储藏量所能释放热量的上亿倍。地热有两种类型,即低温地热和高温地热,前者主要分布于沉积盆地,埋藏深度为1500—2000米之间,温度60—120℃; 后者温度约200—350℃,分布在地壳构造板状边界和有关的火山活动的地区,深度为几百米到几千米。利用地热的方法主要有地热发电和地热采暖。 ☚ 海洋能 风能 ☛ 地热能 地热能地下蕴藏的热水、蒸气、干热岩体所产生的热能。属再生能源。地球内部大约蕴藏有2.52×1023千卡的地热能。分散的地热能不能形成能源,只有在一些富集大量地下蒸汽、热水的地方,才能开采出来并加以利用。目前把热能的利用主要在两个方面: 一是用地热水和地蒸汽发电。当地热蒸汽的温度高于150℃,且有较高压力时,便可用来发电。地热电站的发电成本低于燃煤电站的发电成本。目前,世界地热电站的装机容量已超过250万千瓦。我国西藏、湖南宁乡灰汤、江西宜春温汤、广东丰顺、河北怀来等地已建成地热电站。二是将地热温水直接用于农业、住宅取暖及温泉疗养、沐浴。世界上利用低温地热水装置的总功率已超过800万千瓦,其中有500万千瓦用于沐浴。 ☚ 海洋能 潮汐能 ☛ 00005513 |