地熱在可持續未來(lái)中的潛在作用巨大

地大熱能地熱資源開(kāi)發(fā)利用：地熱在可持續未來(lái)中的潛在作用巨大-可再生能源技術(shù)-地熱資源開(kāi)發(fā) 利用可再生能源和提高現有技術(shù)的效率是解決快速的人口增長(cháng)以及對現代技術(shù)的依賴(lài)導致對能源消耗的更大需求。地熱能是一種可再生能源，地熱利用可以提供合理的電量、供熱量和制冷量。地熱在可持續未來(lái)中的潛在作用巨大。

目前，已有很多種地熱能利用技術(shù)，他們也有不同的技術(shù)成熟度。地熱直接利用的技術(shù)，如區域供暖、地熱泵、以及一些其他應用，都已經(jīng)在世界各地被廣泛使用。

地熱發(fā)電

在地熱發(fā)電技術(shù)中，利用高溫（180℃及以上）熱液儲層（reservoir）中的汽水混合物介質(zhì)來(lái)發(fā)電是穩定成熟的技術(shù)。至今為止運行的地熱電站，大部分都是應用干蒸汽或閃蒸工藝，從而獲取高溫地熱資源。

干蒸汽發(fā)電是最古老的地熱發(fā)電技術(shù)，它的原理是直接將蒸汽從地下的裂縫中抽取到發(fā)電機組進(jìn)行發(fā)電。干蒸汽從蒸汽井中引出，經(jīng)過(guò)分離器分離出固體雜質(zhì)后，進(jìn)入汽輪機做功，驅動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。干蒸汽電站所用發(fā)電設備基本上與常規火電設備相同。世界上第一座地熱電站即采用的干蒸汽發(fā)電，該電站于1904年建成，位于意大利Tuscany。前文提到的The Geysers項目的18個(gè)地熱電站都是采用干蒸汽發(fā)電技術(shù)。

蒸發(fā)電的原理是提取深層的高壓熱水，經(jīng)過(guò)降壓分離出水和干燥的飽和蒸汽，飽和蒸汽進(jìn)入汽輪機驅動(dòng)發(fā)電。通過(guò)汽輪機的蒸汽冷凝成水和分離水一起被注入回地下再次使用。目前世界上的大多數地熱電站都是閃蒸發(fā)電站。

雙工質(zhì)（雙循環(huán)）發(fā)電技術(shù)在過(guò)去十年間取得了快速發(fā)展，促使中溫（90℃ - 180℃）地熱源也越來(lái)越多地被利用起來(lái)。在雙工質(zhì)電站中，地熱熱水通過(guò)熱交換器，將沸點(diǎn)比水低的工藝流體加熱轉變成蒸汽，蒸汽進(jìn)入汽輪機驅動(dòng)發(fā)電。未來(lái)的大多數的中溫地熱發(fā)電廠(chǎng)將是雙工質(zhì)發(fā)電電站。

增強型地熱系統（EGS）。EGS的原理是通過(guò)人工工程形成的裂縫，從低滲透性的高溫干熱巖（Hot dry rock）中，經(jīng)濟地采出熱能以利用。這些干熱巖一般深埋在地下2000米以上。與傳統可利用的地熱場(chǎng)地比，干熱巖系統的儲層處于無(wú)水或基本無(wú)水狀態(tài)，能夠解決傳統地熱發(fā)電受地理分布限制的問(wèn)題。這一類(lèi)原本無(wú)法觸及的地熱資源通過(guò)EGS開(kāi)發(fā)，潛在空間達到100GW以上。目前，美國、歐盟、韓國等國家地區建設了試驗性的EGS發(fā)電廠(chǎng)，尚未形成商業(yè)規模。

地熱供暖

地熱資源作為一種清潔、環(huán)保的可再生資源在近年來(lái)得到了廣泛應用，在我國，地熱水被應用于洗浴、發(fā)電、供暖、溫室、農業(yè)養殖等各個(gè)領(lǐng)域，其中，將地熱井水用于供暖不但環(huán)保、節能，在工藝技術(shù)上也和對簡(jiǎn)單可行。近年來(lái)，地熱井水供暖在我國天津、北京等地得到逐漸推廣. 其供暖效果、環(huán)保效益取得了社會(huì )各界的廣泛認可。

截至2019年，北方地區中深層地熱供暖面積約1. 52億m2。 在所有地熱供暖地區中，天津是我國利用地熱供暖規模最大的城市，全市擁有140個(gè)地熱站，每年地熱水開(kāi)采量為2 600萬(wàn)t，地熱供暖面積達到2500萬(wàn)m2 ，約占全市集中供暖總面積的6%。河北省也是中深層地熱供暖利用大戶(hù)，目前全省約有200口地熱井進(jìn)行地熱供熱，面積953萬(wàn)m2 ，主要集中在平原地區，如雄縣、任丘、肅寧、黃 驊、滄州、衡水、深州、故城等縣市。特別是在河北雄縣，水熱型地熱資源滿(mǎn)足了450萬(wàn)m2建筑面積的集中供暖需求，占全縣城 95%以上的供熱需求，創(chuàng )建了中國首個(gè)供暖“無(wú)煙城”，除了京津冀地區，中深層地熱供暖在其他省份 也呈現出了快速增長(cháng)的發(fā)展態(tài)勢，在全國各地都有試點(diǎn)，如西安、咸陽(yáng)、鄭州、鞍山等地?？傮w來(lái)看， 我國中深層地熱供暖已輻射河北、陜西、山西、河 南、山東、湖北、天津等13個(gè)省區市。