地热发电的关键技术：中低温地热双循环发电技术

地大热能地热+多能互补新闻网讯：最早从事地热发电的国家是意大利,于1904年在拉德瑞罗(Larderello)地热田首次利用干蒸汽发电试验成功,并于1913年建成第一台工业用的250千瓦地热发电机组,成为地热发电商业化的开端。随着能源需求的扩大和能源危机的影响,中低温地热发电技术已引起各国普遍关注,目前已在美国、冰岛、日本、意大利、德国等近20个国家得到推广应用。

适用于中低温地热发电的两大技术——单级闪蒸发电和双工质发电已占据全球市场的50%,其中双工质发电技术具有广阔的应用前景。截至2009年底,全球地热双工质发电装机容量已达1178兆瓦,占全球地热发电总装机容量的11%,共有发电机组526台,占全球机组总数的44%。

目前以色列奥玛特、日本三菱重工、美国联合技术、德国西门子等公司均已自主研发了地热发电核心动力部件和中低温地热发电成套设备,并几乎占据了全球中低温地热发电市场,未来几年更多的国家将加入地热双工质循环发电研究的队伍。

2010年世界地热大会统计,全球已有24个国家建有地热电站,总装机容量为10715兆瓦。2005—2010年全球约每年增加装机容量350兆瓦。按照现有工程量计算,到2015年底,全球地热发电国家有望新增10个,全球地热装机总容量可达到18500兆瓦。

中低温地热发电主要是应用双工质循环法，即利用地下热水加热某种低沸点的有机工质，这种工质的沸点温度仅30余度，因此，靠中低温地下热水加热后，就能产生 3∼5 bar 的压力，就可以推动汽轮机发电。从汽轮机流出的发电后的有机工质气体，可以由压缩机再将其转化为液态，再去参与下一轮循环。

地热双循环发电技术又名中间介质地热发电法与其他地热发电技术最大的区别在于使用两种流体作为发电系统的工质其他地热发电技术通常是地热水蒸汽 或汽水混合物直接或闪蒸进入发电系统做功转换为电能。对于中低温地热资源，产生蒸汽的参数低，其做功能力不足等特点限制了地热发 电的应用。而地热双循环发电系统，地热流体携热进入热交换器，将热传递给另一种工质 通常为低沸点工质，该种工质得热蒸发进入汽轮机做功。

两者相比，后者更适合中低温地热源发电，且有避免地下水污染等优势。

上世纪 70 年代利用中低温地下热水的7个发电厂寿命不长，埋没在“技术上可行、经济上不可行”的历史性偏见中。我国西藏和云南的高温地热资源可利用其蒸汽发电；应用双工质循环技术可以使中低温地下热水发电，然后再作综合利用。世界少数发达国家研究的“增强型地热系统”有巨大潜力，有望在不远的将来替代人类的基础能源需求。

中低温地热双循环发电技术，利用在各自独立的系统内工作的两种不同工质，从中低温地热源取热、做功发电。一方面，有效降低了可采地热源的温度，扩大了发电地热源的温度范围，另一方面，具有避免地下水与环境之间有可能造成相互污染等优点。正是基于以上优势，中低温地热双循环发电技术值得在有适宜地热条件的地区大力推广。

高温地热资源是高品位的能源，我国西藏羊八井一眼井具有 12.58 MW 的发电能力，属世界上资源潜 力的中上水平，这样的品位优势是其它可再生能源望尘莫及的。地热电厂一年可以运行 6000 h 以上，是太阳能和风能年运行小时的 2 倍以上。

在我国提倡节能、减排的形势下，地热能作为可再生能源的一员，资源潜力丰富，地热发电技术成熟， 虽投资成本略高，但可以做到具有竞争力的商业性应用，在我国能源结构中发挥作用。