地熱能的環(huán)境概念及開(kāi)發(fā)利用方式

  地熱能是指貯存在地球內部的可再生熱能，一般集中分布在構造板塊邊緣一帶，起源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變。全球地熱能的儲量與資源潛量十分巨大，每年從地球內部傳到地面的熱能相當于100PW·h,但是地熱能的分布相對比較分散，因此開(kāi)發(fā)難度很大。由于地熱能是儲存在地下的，因此不會(huì )受到任何天氣狀況的影響，并且地熱資源同時(shí)具有其它可再生能源的所有特點(diǎn)，隨時(shí)可以采用，不帶有害物質(zhì)，關(guān)鍵在于是否有更先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。目前地熱能在全球很多地區的應用相當廣泛，開(kāi)發(fā)技術(shù)也在日益完善。對于地熱能的利用，包括將低溫地熱資源用于浴池和空間供熱以及用于溫室、熱力泵和某些熱處理過(guò)程的供熱，同時(shí)還可以利用干燥的過(guò)熱蒸汽和高溫水進(jìn)行發(fā)電，利用中等溫度水通過(guò)雙流體循環(huán)發(fā)電設備發(fā)電等，目前這些地熱能的開(kāi)發(fā)應用技術(shù)已經(jīng)逐步成熟，而且對從干燥的巖石中和從地熱增壓資源及巖漿資源中提取地熱能的有效方法進(jìn)行研究可以進(jìn)一步提高地熱能的應用潛力，但是目前地熱能的勘探和提取技術(shù)還有待改進(jìn)。

 

  發(fā)達國家在對地熱能的利用方面已經(jīng)獲得了較好的經(jīng)濟收益。利用地熱進(jìn)行供暖，既緩減能源壓力，同時(shí)將很大程度地減少由燃油和煤炭供暖所造成的空氣污染。在全球國家中，德國始終積極發(fā)展本國的可再生能源。目前德國是全球利用風(fēng)能最多的國家，風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電已經(jīng)迅速地發(fā)展，但基于環(huán)保因素的考慮，德國又在積極開(kāi)發(fā)地熱資源，并大力興建地熱發(fā)電廠(chǎng)，從地層深處汲取攝氏98度的熱水進(jìn)行發(fā)電。研究表明，利用地熱發(fā)電的總潛力相當于德國年需電量的600倍，另外還有相當于需求量1.5倍的供暖潛能。而法國也在根據熱干巖石的原理建造發(fā)電站，并生產(chǎn)出巨大的電能以滿(mǎn)足經(jīng)濟發(fā)展與生活的需求。

 

  在地熱能源的開(kāi)發(fā)和技術(shù)轉讓方面未來(lái)的發(fā)展空間與潛力巨大，但由于利用地熱能源進(jìn)行發(fā)電的成本較高，因此亟需進(jìn)行更多的技術(shù)研究以解決這一問(wèn)題。我們相信隨著(zhù)對地熱資源的不斷開(kāi)發(fā)與研究，地熱能源必將成為繼水力、風(fēng)力和太陽(yáng)能之后又一種重要的新能源。     地熱資源世界上最古老的能源之一。據測算，地球內部的總熱能量，約為全約煤炭儲量的1.7億倍。每年從地球內部經(jīng)地表散失的熱量，相當于1000億桶石油燃燒產(chǎn)生的熱量。

 

  環(huán)境地質(zhì)概念

 

  地球本身象一個(gè)大鍋爐，深部蘊藏著(zhù)巨大的熱能。在地質(zhì)因素的控制下，這些熱能會(huì )以熱蒸汽、熱水、干熱巖等形式向地殼的某一范圍聚集，如果達到可開(kāi)發(fā)利用的條件，便成了具有開(kāi)發(fā)意義的地熱資源。

 

  地熱資源按溫度可分為高溫、中溫和低溫三類(lèi)。溫度大于150℃的地熱以蒸汽形式存在，叫高溫地熱；90℃—150℃的地熱以水和蒸汽的混合物等形式存在，叫中溫地熱；溫度大于25℃、小于90℃的地熱以溫水（25℃—40℃）、溫熱水（40℃—60℃）、熱水（60℃—90℃）等形式存在，叫低溫地熱。高溫地熱一般存在于地質(zhì)活動(dòng)性強的全球板塊的邊界，即火山、地震、巖漿侵入多發(fā)地區，著(zhù)名的冰島地熱田、新西蘭地熱田、日本地熱田以及我國的西藏羊八井地熱田、云南騰沖地熱田、臺灣大屯地熱田都屬于高溫地熱田。中低溫地熱田廣泛分布在板塊的內部，我國華北、京津地區的地熱田多屬于中低溫地熱田。

 

  關(guān)于地熱的來(lái)源，有多種假說(shuō)。一般認為，地熱主要來(lái)源于地球內部放射性元素蛻變放熱能，其次是地球自轉產(chǎn)生的旋轉能以及重力分異、化學(xué)反應，巖礦結晶釋放的熱能等。在地球形成過(guò)程中，這些熱能的總量超過(guò)地球散逸的熱能，形成巨大的熱儲量，使地殼局部熔化形成巖漿作用、變質(zhì)作用。

 

  現已基本測算出，地核的溫度達6000°C，地殼底層的溫度達900－1000°C，地表常溫層（距地面約15米）以下約15公里范圍內，地溫隨深度增加而增高。地熱平均增溫率約為3°C/100米。不同地區地熱增溫率有差異，接近平均增溫率的稱(chēng)正常溫區，高于平均增溫率的地區稱(chēng)地熱異常區。地熱異常區是研究、開(kāi)發(fā)地熱資源的主要對象。地殼板塊邊沿，深大斷裂及火山分布帶等，是明顯的地熱異常區。

 

  普查勘探地熱資源，一般采用地表地熱調查、鉆探和各種物探方法。近年來(lái)紅外線(xiàn)遙感技術(shù)在勘查中取得顯著(zhù)效果。

 

  20世紀末，地熱資源的開(kāi)采對象，主要是埋藏淺、熱儲量大、有流體（地下水或人工灌水）把熱能傳引到地表的濕地熱田。干熱巖地熱資源和低溫濕地熱田的開(kāi)發(fā)利用處在研究試驗階段。

 

  中國的地熱資源豐富，有悠久開(kāi)采歷史，以往主要利用溫泉洗浴治病。1970年后，在廣東豐順、河北懷來(lái)、天津和西藏等地曾進(jìn)行地熱發(fā)電、建筑物采暖、農業(yè)溫室采暖、溫水育種、灌溉等多方面試驗性開(kāi)發(fā)工作，取得一定成果。