工程地質(zhì)

常見(jiàn)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(lái)自地球內部的能量。地球內部的能量,主要來(lái)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(guò)程。高速粒子的動(dòng)能與輻射能在與其它物質(zhì)的碰撞過(guò)程中轉變?yōu)?a href="http://keyinmall.com/t/熱能.html" >熱能。
  活躍的巖漿
  地球內部的熱能會(huì )以傳導、對流和輻射的方式傳遞到地面上來(lái),表現為火山爆發(fā)、間歇噴泉和溫泉等形式。在某些地質(zhì)作用下,地球內部的熱能會(huì )向某些地域聚集,集中到特定深度范圍內。在當前技術(shù)經(jīng)濟和地質(zhì)環(huán)境條件下,能夠從地殼開(kāi)發(fā)出來(lái)的熱能量和熱流體中的有用成分,稱(chēng)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(wàn)億噸標準煤燃燒時(shí)放出的熱量。地下水深處的循環(huán)和來(lái)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(wú)污染的清潔能源,而且如果熱量提取速度不超過(guò)補充的速度,那么熱能還是可再生的。
  熔巖湖
  人類(lèi)很早以前就開(kāi)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(fā)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(jìn)入20世紀,地熱資源開(kāi)始被用于一些新型的工農業(yè)生產(chǎn),直接利用的發(fā)展規模也越來(lái)越大。20世界中葉開(kāi)始,地熱能的大規模開(kāi)發(fā)利用漸漸盛行。目前地熱能的直接利用發(fā)展十分迅速,已廣泛應用于各個(gè)方面,并獲得良好的經(jīng)濟技術(shù)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(gè)方面:地熱發(fā)電、地熱供暖、地熱務(wù)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(fēng)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(méi)有腐蝕性的天熱地熱水經(jīng)管道直接送往用戶(hù)。間接供暖系統將有腐蝕性的地熱水供暖循環(huán)水分開(kāi),通過(guò)換熱器將地熱水的能量傳遞給潔凈的循環(huán)水,然后再把地熱水排放或實(shí)現綜合利用。
  地源熱泵系統,主要是通過(guò)介質(zhì)從地下吸收熱量,并將經(jīng)過(guò)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(fēng)要求的供暖場(chǎng)合,大多采用地源熱風(fēng)供暖系統,既可集中送風(fēng)也可分散送風(fēng)。
  地熱在農業(yè)的應用范圍十分廣闊,可利用地熱水灌溉農田和漁業(yè)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(yè),地熱還應用于洗浴和醫療等領(lǐng)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(xué)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(jīng)衰弱和關(guān)節炎、皮膚病等。因此充分發(fā)揮地熱的醫療作用,發(fā)展溫泉療養行業(yè)是大有可為的。
  地熱發(fā)電作為最清潔的發(fā)電技術(shù)之一,其生產(chǎn)過(guò)程是先把地熱能轉變?yōu)闄C械能,再把機械能轉變?yōu)殡娔?。地?a href="http://keyinmall.com/t/發(fā)電.html" >發(fā)電可以向電網(wǎng)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(fā)電原理
  世界上第一個(gè)利用地熱發(fā)電的國家是意大利。1904年,意大利著(zhù)名化學(xué)家及發(fā)明家皮耶羅·吉諾尼·康蒂設計10kW的地熱發(fā)電試驗,以高溫蒸汽推動(dòng)發(fā)電機,點(diǎn)亮了5個(gè)100瓦的電燈。1913年世界第一座250kW的地熱電廠(chǎng)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(chǎng),當時(shí)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(guò)百年的地熱電廠(chǎng)。
  隨著(zhù)傳統化石能源的日益緊缺,地熱能源越來(lái)越受到關(guān)注,世界各國紛紛加速地熱能開(kāi)發(fā)。美國全球地熱發(fā)電裝機容量最大的國家,目前地熱發(fā)電能力已超過(guò)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(chǎng),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(fā)電站。在地熱利用規模上,我國近些年來(lái)一直位居世界首位,并以每年近10%的速度穩步增長(cháng)。
  火山口
  地熱能開(kāi)發(fā)利用具有供能持續穩定、高效循環(huán)利用、可再生的特點(diǎn),可減少溫室氣體排放,改善生態(tài)環(huán)境,在未來(lái)清潔能源發(fā)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(fā)展綠色低碳、清潔高效趨勢發(fā)展的趨勢下,地熱能利用將迎來(lái)多重發(fā)展機遇,未來(lái)前景十分廣闊!