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什么是地热能

编辑:在职研究生

    地热能〔Geothermal Energy〕是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃,而在80至100公英里的深度处,温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。地热能是可再生资源。

    划分  

    离地球表面5000米深,15℃以上的岩石和液体的总含热量,据推算约为14.5×1025焦耳(J),约相当于4948万亿吨(t)标准煤的热量。地热来源主要是地球内部长寿命放射性同位素热核反应产生的热能。按照其储存形式,地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。

    地热资源按温度的划分。中国一般把高于150℃的称为高温地热,主要用于发电。低于此温度的叫中低温地热,通常直接用于采暖、工农业加温、水产养殖及医疗和洗浴等。截止1990年底,世界地热资源开发利用于发电的总装机容量为588万千瓦,地热水的中低温直接利用约相当于1137万千瓦。

    分布  

    地热能集中分布在构造板块边缘一带,该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度,那么地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛。据估计,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h。不过,地热能的分布相对来说比较分散,开发难度大。   

    据美国地热资源委员会(GRC)1990年的调查,世界上18个国家有地热发电,总装机容量5827.55兆瓦,装机容量在100兆瓦以上的国家有美国、菲律宾、墨西哥、意大利、新西兰、日本和印尼。我国的地热资源也很丰富,但开发利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省区。   

    世界地热资源主要分布于以下5个地热带:   

    ①环太平洋地热带。世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界,即从美国的阿拉斯加、加利福尼亚到墨西哥、智利,从新西兰、印度尼西亚、菲律宾到中国沿海和日本。世界许多地热田都位于这个地热带,如美国的盖瑟斯地热田,墨西哥的普列托、新西兰的怀腊开、中国台湾的马槽和日本的松川、大岳等地热田。   

    ②地中海、喜马拉雅地热带。欧亚板块与非洲、印度板块的碰撞边界,从意大利直至中国的滇藏。如意大利的拉德瑞罗地热田和中国西藏的羊八井及云南的腾冲地热田均属这个地热带。   

    ③大西洋中脊地热带。大西洋板块的开裂部位,包括冰岛和亚速尔群岛的一些地热田。   

    ④红海、亚丁湾、东非大裂谷地热带。包括肯尼亚、乌干达、扎伊尔、埃塞俄比亚、吉布提等国的地热田。

  ⑤其他地热区。除板块边界形成的地热带外,在板块内部靠近边界的部位,在一定的地质条件下也有高热流区,可以蕴藏一些中低温地热,如中亚、东欧地区的一些地热田和中国的胶东、辽东半岛及华北平原的地热田。

    现状  

    在各种可再生能源的应用中,地热能显得较为低调,人们更多地关注来自太空的太阳能量,却忽略了地球本身赋予人类的丰富资源,地热能将有可能成为未来能源的重要组成部分。   相对于太阳能和风能的 不稳定性,地热能是较为可靠的可再生能源,这让人们相信地热能可以作为煤炭、天然气和核能的最佳替代能源。另外,地热能确实是较为理想的清洁能源,能源蕴藏丰富并且在使用过程中不会产生温室气体,对地球环境不产生危害。   

    目前,美国的地热能使用仅占全国能源组成的0.5%。据麻省理工学院的一份报告指出,美国现有的地热系统每年只采集约3000兆瓦能量,而保守估计,可开采的地热资源达到10万兆瓦。相关专家指出,倘若给与地热能源相应的关注和支持,在未来几年内,地热能很有可能成为与太阳能、风能等量齐观的新能源。

  和其他可再生能源起步阶段一样,地热能形成产业的过程中面临的最大问题来自于技术和资金。地热产业属于资本密集型行业,从投资到收益的过程较为漫长,一般来说较难吸引到商业投资。可再生能源的发展一般能够得到政府优惠政策的支持,例如税收减免、政府补贴以及获得优先贷款的权力。在相关优惠政策的指引下,投资者们将更有兴趣对地热项目进行投资建设。   

    地热能的利用在技术层面上有待发展的主要是对于开采点的准确勘测,以及对地热蕴藏量的预测。由于一次钻探的成本较高,找到合适的开采点对于地热项目的投资建设至关重要。现在,地热产业采取引进石油、天然气等常规能源勘测设备,为地热能寻找准确的开采点。   

    世界其他国家和地区也在为地热能的发展提供更多的便利和支持。全球大约40多个国家已经将地热能发展列入议程,预计到2010年,全球地热资源的利用将比现在提升50%。用可分为地热发电和直接利用两大类。地热能是来自地球深处的可再生热能。它起源于地球的熔岩浆和放射性物质的衰变。地热能是指其储量比目前人们所利用的总量多很多倍,而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度,那么地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛。据估计,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW?h。不过,地热能分布集中,开发难度大。

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