地热能开发利用现状与前景分析

作者:未知

  摘要:本文概述了地热能的概念及其价值,从地热能发电、地热水疗、地热开采技术等五个角度分析了我国地热开发利用的现状,并阐述了地热开发利用中的问题,最后结合经济发展与大气污染问题分析了地热能开发的前景,并給出了一些建议。旨在为我国地热能开发事业提供一些可参考的意见。
  关键词:地热能;开发利用;技术
  中图分类号:X382 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2019)05-0-01
  DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.139
  Abstract:This paper summarizes the concept and value of geothermal energy. From the perspectives of geothermal power generation, geothermal treatment and geothermal mining technology, this paper analyzes the status quo of geothermal development and utilization in China, and expounds the problems in geothermal development and utilization, and finally combines the economy. Development and air pollution issues have analyzed the prospects for geothermal energy development and given some suggestions. It is intended to provide some opinions for the development of geothermal energy in China.
  Keywords:Geothermal energy;Development;Technology
  1 地热能概述
  地热能源自地壳运动、挤压,常以地震、火山喷发的形式为人所熟知。地热能量巨大,地核温度可达7000℃,地下水地热能带到地表为人们所利用。人类利用地热能已久,利用地热能烘干谷物,利用温泉洗浴,建造地热能温室等等。地热能发电源于20世纪,意大利的康蒂王子利用地热蒸汽带动发电机发电,至今为止,地热已经成为世界各国竞相发展利用的可再生清洁能源。我国地热资源丰富,主要分布于靠近印度洋的西藏云南,南海海滨的广东,黄海沿岸的福建、江苏,以及环渤海的天津、东北一带,总储量。现代化地热开采起源于20世纪70年代,历经几代发展,我国已经具备了较为成熟的地热开采技术。地热能源节能环保,其开发利用有助于减少碳排放,减少雾霾污染,开发地热能源是解决当前环境问题的有力举措。
  2 我国地热能开发利用现状
  地热能开发主要用于地热发电、地热供暖、地热水疗、构筑地热温房等,我国地热能技术较为成熟但缺乏后续发展。
  2.1 地热能发电
  我国地热能发电技术目前应用较少,只有4处,位于西藏自治区和广东省,分别位于:那曲、羊八井、郎久和丰顺,总装机容量25.3兆瓦,羊八井地热井是世界海拔最高的地热发电站,广东丰顺的地热田还开发了洗浴、供暖、农业养殖等用途,商业化程度很高。
  地热能发电技术分为地热蒸汽发电、地热水发电两种,地热蒸汽发电又分为一次蒸汽法和二次蒸汽法,前者直接利用地热蒸汽带动发电机组,后者经过换热机组减压、扩容、净化利用二次蒸汽发电;地热水发电常采用减压扩容法和低沸点物质法,分别利用抽真空获取水蒸气和利用低沸点物质蒸汽做功来发电,减压扩容法更为安全,但单机容量小,后者对安全技术要求高,低沸点物质不能泄露。
  2.2 地热水疗
  地热水疗以温泉会所、温泉旅游的形式被商业化利用,温泉旅游带来的商业价值高,在我国广东、四川、东北地区广泛存在,在物质资源丰富,人们越来越关注健康养生的今天,地热水疗会有很好的发展前景。此外,地热水疗有较好的医疗价值,能够减治疗血压、关节炎,经常接触地热水能够减少患皮肤病的概率。
  2.3 地热供暖
  供暖是人们日常生活中极为重要的一部分,传统的供暖常采用燃煤,对环境造成了一定的影响。粗放型的供暖模式增大了我国的碳排放,影响国际声誉。地热供暖安全、环保、有效,在东北、华北地区已有20年的使用历史,但技术发展参差不一,和发达国家的技术水平依然存在一定差距,且普及率较低。在环境压力巨大的今天值得大力发展、推广。
  2.4 地热开采技术
  地热开采技术是地热利用的基础,目前,我国地热勘探技术完备,已经具备了广泛利用地热能源的能力。有先进的仪器辅助设计、施工,在监测领域实现了设备的国产化,如断裂构造遥感仪及频率域法探测已广泛应用于包括承德、淮安等地热田的勘探中。此外,浅层地热开采正在如火如荼的进行中,地能热泵成功走进各大城市,服务于供暖及农业建设。
  3 地热开发利用中存在的问题
  地热开发利用中存在着各种问题制约着进一步普及、发展,如地热分布问题、环境问题以及技术革新问题。
  3.1 地热分布问题
  浅层地热用于供暖、建农业温室等,广泛存在于各地,但用于发电的深层地热资源分部不均匀,主要分布于西藏、四川、云南、东北、环渤海等地。其中西藏地广人稀,地热能充分开采的价值小;云南气候炎热,水电资源丰富,地热发电价值低于水电发电,地热供暖无开采价值;四川多山地,地壳活动过于剧烈,不利于地热开发。这些问题制约着地热的开发利用。需要在政策、技术上做出改变,如降低地热发电成本、提高复杂地质的地热开采技术水平、增加地热开采补助以协助能源转型等。   3.2 环境破坏问题
  地热开采伴随着一系列环境问题,如地质沉陷、地下水污染、热污染。长期抽取地下水资源会导致地面应力不均匀,导致地面沉降、塌方。地下水经过生活循环携带着有毒有害物质、细菌等流入地下,污染地下水。这些问题不明显,但随着时间流逝问题堆积会影响饮水安全,影响居民住房建设及住房安全等。此外,地热开采过程伴随着地下有毒有害气体的排放,如含硫气体、甲烷、一氧化碳、汞蒸气等,如果处理不当会对人体造成伤害,引发安全事故等。
  3.3 缺乏后续技术发展
  地热开发利用中仍然存在着一些技术问题需要不断完善,如复杂地质的地热开采问题、地热发电成本降低、地热污染解决等。在过去环境问题不明显,地热开发利用少,这些问题由于缺乏关注与资金支持问题长时间得不到解决,影响了地热开发利用技术的进一步发展。虽然近些年我国的地热开发利用取得了进步,但还有很长一段路要走。
  4 地热能开发利用前景分析
  地热能开发的驱动力有两个:①基于旅游业、农业的商业利益驱动。②基于大气污染、节能减排的压力所迫。溫泉旅游、农业种植、市政供暖是热能利用的传统项目,也是近些年大力发展的项目。随着生活水平的提高,人们不再满足于地热能“热”的基本属性,而追求更深层次的价值,如:对于健康、养生的追求;对于温泉所携带的自然魅力的追求;对于特定温度下农产品所具备的精华需求。因此,地热能的开发应该积极融入文化、生物、地理知识,深入挖掘温泉所携带的自然魅力,人们对温泉及周边景物的情感寄托,以及地热能能够赋予产品特定的生物属性。比如,在温泉旅游地区开设地质博物馆,展览、售卖温泉冲刷的美丽石头,推广地热温室中特定温度、湿度下饱含动植物精华的农产品等等。这些与市场需求所匹配,顺应时代发展潮流,技术上有充分的支持。
  5 结语
  地热发电、地热制冷技术是解决当前雾霾问题的有效途径之一,尤其是冬天气候寒冷,水利发电效果差,雾霾严重。但在地热发电、地热制冷技术上取得突破,首先要加大地热资源的勘探力度,充分挖掘地热资源贫乏地区所蕴藏的地热资源,尽可能的均衡我国地热资源分部情况。然后向社会展示地热资源中蕴藏的巨大财富,吸引资本注入,同时为地热技术发展培养更多人才,推动技术创新、突破。
  参考文献
  [1]王楠.长春市城区浅层地热能评价及地下水源热泵采灌模式研究[D].长春:吉林大学,2016.
  [2]马伟斌,龚宇烈,赵黛青,徐琼辉,秦汉时,陈勇.我国地热能开发利用现状与发展[J].中国科学院院刊,2016,31(02):199-207.
  收稿日期:2019-01-14
  作者简介:赵小涛(1988-),男,汉族,本科学历,助理工程师,研究方向为地质矿产。
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