地?zé)豳Y源開發(fā)利用

地?zé)嵩诳沙掷m(xù)未來中的潛在作用巨大

地大熱能地?zé)豳Y源開發(fā)利用地?zé)?/a>在可持續(xù)未來中的潛在作用巨大-可再生能源技術(shù)-地?zé)豳Y源開發(fā) 利用可再生能源和提高現(xiàn)有技術(shù)的效率是解決快速的人口增長以及對現(xiàn)代技術(shù)的依賴導(dǎo)致對能源消耗的更大需求。地?zé)崮?/a>是一種可再生能源地?zé)崂?/a>可以提供合理的電量、供熱量和制冷量。地?zé)?/a>在可持續(xù)未來中的潛在作用巨大。


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目前,已有很多種地?zé)崮芾眉夹g(shù),他們也有不同的技術(shù)成熟度。地?zé)嶂苯永?/a>的技術(shù),如區(qū)域供暖、地熱泵、以及一些其他應(yīng)用,都已經(jīng)在世界各地被廣泛使用。


地?zé)岚l(fā)電

地?zé)岚l(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)來發(fā)電是穩(wěn)定成熟的技術(shù)。至今為止運行的地?zé)犭娬?/a>,大部分都是應(yīng)用干蒸汽或閃蒸工藝,從而獲取高溫地?zé)豳Y源。


干蒸汽發(fā)電是最古老的地?zé)岚l(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)電機組進行發(fā)電。干蒸汽從蒸汽井中引出,經(jīng)過分離器分離出固體雜質(zhì)后,進入汽輪機做功,驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。干蒸汽電站所用發(fā)電設(shè)備基本上與常規(guī)火電設(shè)備相同。世界上第一座地?zé)犭娬?/a>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個地?zé)犭娬?/a>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)過降壓分離出水和干燥的飽和蒸汽,飽和蒸汽進入汽輪機驅(qū)動發(fā)電。通過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(shù)地?zé)犭娬?/a>都是閃蒸發(fā)電站。


雙工質(zhì)(雙循環(huán))發(fā)電技術(shù)在過去十年間取得了快速發(fā)展,促使中溫(90℃ - 180℃)地熱源也越來越多地被利用起來。在雙工質(zhì)電站中,地?zé)?/a>熱水通過熱交換器,將沸點比水低的工藝流體加熱轉(zhuǎn)變成蒸汽,蒸汽進入汽輪機驅(qū)動發(fā)電。未來的大多數(shù)的中溫地?zé)岚l(fā)電廠將是雙工質(zhì)發(fā)電電站。


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增強型地?zé)嵯到y(tǒng)EGS。EGS的原理是通過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(tǒng)可利用的地?zé)?/a>場地比,干熱巖系統(tǒng)的儲層處于無水或基本無水狀態(tài),能夠解決傳統(tǒng)地?zé)岚l(fā)電受地理分布限制的問題。這一類原本無法觸及的地?zé)豳Y源通過EGS開發(fā),潛在空間達到100GW以上。目前,美國歐盟、韓國等國家地區(qū)建設(shè)了試驗性的EGS發(fā)電廠,尚未形成商業(yè)規(guī)模。

 

地?zé)峁┡?/a>

地?zé)豳Y源作為一種清潔、環(huán)保的可再生資源在近年來得到了廣泛應(yīng)用,在我國,地?zé)崴?/a>被應(yīng)用于洗浴、發(fā)電、供暖溫室、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖等各個領(lǐng)域,其中,將地?zé)峋?/a>水用于供暖不但環(huán)保、節(jié)能,在工藝技術(shù)上也和對簡單可行。近年來,地?zé)峋┡?/a>在我國天津、北京等地得到逐漸推廣. 其供暖效果、環(huán)保效益取得了社會各界的廣泛認可。

 

截至2019年,北方地區(qū)中深層地?zé)峁┡?/a>面積約1. 52億m2。 在所有地?zé)峁┡?/a>地區(qū)中,天津是我國利用地?zé)峁┡?/a>規(guī)模最大的城市,全市擁有140個地?zé)嵴?,每?a href="http://kaichele.cn/t/地?zé)崴_采.html" >地?zé)崴_采量為2 600萬t,地?zé)峁┡?/a>面積達到2500萬m2 ,約占全市集中供暖總面積的6%。河北省也是中深層地?zé)峁┡?/a>利用大戶,目前全省約有200口地?zé)峋?/a>進行地?zé)峁?/a>,面積953萬m2 ,主要集中在平原地區(qū),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?zé)豳Y源滿足了450萬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)建了中國首個供暖“無煙城”,除了京津冀地區(qū),中深層地?zé)峁┡?/a>在其他省份 也呈現(xiàn)出了快速增長的發(fā)展態(tài)勢,在全國各地都有試點,如西安、咸陽、鄭州、鞍山等地??傮w來看, 我國中深層地?zé)峁┡?/a>已輻射河北陜西、山西、河 南、山東、湖北、天津等13個省區(qū)市。


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