工程地质

常见于熔岩和温泉的地热资源新应用

  地热能是一种新的洁净能源。在可再生能源之中,地热能是唯一来自地球内部的能量。地球内部的能量,主要来自放射性元素的衰变。放射性元素的衰变是原子核能的释放过程。高速粒子的动能与辐射能在与其它物质的碰撞过程中转变为热能
  活跃的岩浆
  地球内部的热能会以传导、对流和辐射的方式传递到地面上来,表现为火山爆发、间歇喷泉和温泉等形式。在某些地质作用下,地球内部的热能会向某些地域聚集,集中到特定深度范围内。在当前技术经济和地质环境条件下,能够从地壳开发出来的热能量和热流体中的有用成分,称之为地热资源
  地热能的总储存量为煤炭的1.7亿倍。据估计,全世界地热资源的总量大约相当于5000万亿吨标准煤燃烧时放出的热量。地下水深处的循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后,把热量从地下深处带至近表层。地热能不但是无污染的清洁能源,而且如果热量提取速度不超过补充的速度,那么热能还是可再生的。
  熔岩湖
  人类很早以前就开始利用地热能,早期主要是利用天然温泉地下热水、天然蒸汽。1812年,意大利人从地热泉水蒸发残渣中提取了硼酸。1827年,意大利人又率先利用天然地热蒸汽参与加工。进入20世纪,地热资源开始被用于一些新型的工农业生产,直接利用的发展规模也越来越大。20世界中叶开始,地热能的大规模开发利用渐渐盛行。目前地热能的直接利用发展十分迅速,已广泛应用于各个方面,并获得良好的经济技术效益。
  全能的地热能!
  不同温度的地热流体其利用方式也有所不同,目前而言,地热能主要应用于四个方面:地热发电地热供暖、地热务农和地热行医。
  采暖供热和热水供应,是最普遍的地热应用方式。地热供暖主要有三种形式:地热水供暖系统地源热泵系统和地源热风供暖系统地热水供暖系统可分为直接供暖系统和间接供暖系统。直接供暖系统将没有腐蚀性的天热地热水经管道直接送往用户。间接供暖系统将有腐蚀性的地热水供暖循环水分开,通过换热器将地热水的能量传递给洁净的循环水,然后再把地热水排放或实现综合利用
  地源热泵系统,主要是通过介质从地下吸收热量,并将经过压缩转化的能量传导应用。地源热泵供暖比例最高的国家是瑞士,达到96%,位居世界第一。在耗热量大的建筑物和有防风要求的供暖场合,大多采用地源热风供暖系统,既可集中送风也可分散送风。
  地热在农业的应用范围十分广阔,可利用地热水灌溉农田和渔业养殖,也可利用地热建造温室,还能利用地热给沼气池加温。除了农业,地热还应用于洗浴和医疗等领域。
  地热水从很深的地下提取到地面,除温度较高外,常含有一些特殊的化学元素,从而使它具有一定的医疗效果。如含碳酸的矿泉水供饮用,可调节胃酸、平衡人体酸碱度;含铁矿泉水饮用后,可治疗缺铁贫血症;氢泉、硫水氢泉洗浴可治疗神经衰弱和关节炎、皮肤病等。因此充分发挥地热的医疗作用,发展温泉疗养行业是大有可为的。
  地热发电作为最清洁的发电技术之一,其生产过程是先把地热能转变为机械能,再把机械能转变为电能。地热发电可以向电网不断输送电力,不像其它方式存在间歇性和不确定性,几乎完全不受气候的影响。
  地热发电原理
  世界上第一个利用地热发电的国家是意大利。1904年,意大利著名化学家及发明家皮耶罗·吉诺尼·康蒂设计10kW的地热发电试验,以高温蒸汽推动发电机,点亮了5个100瓦的电灯。1913年世界第一座250kW的地热电厂在意大利的拉尔岱雷罗诞生,这也是世界第一座再生能源电厂,当时为意大利国家铁路电力系统供电,是目前世界上唯一运转超过百年的地热电厂
  地热发电厂
  随着传统化石能源的日益紧缺,地热能源越来越受到关注,世界各国纷纷加速地热能开发美国全球地热发电装机容量最大的国家,目前地热发电能力已超过2800MW,拥有世界上最大的地热电站
  我国拥有丰富的地热资源,主要分布在云南西藏河北等省份,其中距地表2000米内储藏的地热为2500亿吨标准煤。位于西藏羊井草原深处的羊八井地热电厂,是我国目前最大的地热试验基地,也是世界上海拔最高的地热发电站。在地热利用规模上,我国近些年来一直位居世界首位,并以每年近10%的速度稳步增长。
  火山口
  地热能开发利用具有供能持续稳定、高效循环利用、可再生的特点,可减少温室气体排放,改善生态环境,在未来清洁能源发展中占重要地位,有望成为能源结构转型的新方向。在能源发展绿色低碳、清洁高效趋势发展的趋势下,地热能利用将迎来多重发展机遇,未来前景十分广阔!