地?zé)豳Y源開發(fā)利用
淺層地能(熱)與傳統(tǒng)地?zé)崮荛_發(fā)利用的比較
文章來(lái)源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-10-28 14:01:59瀏覽次數(shù):2614
淺層地能(熱)和傳統(tǒng)深層地?zé)崮?/a>都是蘊(yùn)藏在我們地球地殼之下,籠統(tǒng)地講,可以說(shuō)都是地?zé)崮?/a>,但各有其特點(diǎn),人們開發(fā)利用它們的手段也各不相同。
從周邊的的溫泉、火山,人們可以意識(shí)到地球內(nèi)部是一個(gè)火熱的世界,地球內(nèi)部蘊(yùn)藏的巨大的天然熱能就是地?zé)崮?/a>。目前國(guó)際上所指的地?zé)豳Y源是僅以地殼淺層5 km以內(nèi)儲(chǔ)存的天然熱量1.42×1024 kJ為依據(jù)(這里統(tǒng)計(jì)量不包括淺層地能(熱)的能量),它大約是世界上油氣資源所能提供能量的5萬(wàn)倍。
國(guó)際上按照地?zé)豳Y源的溫度不同,通常把熱儲(chǔ)溫度大于150℃者稱為高溫地?zé)崮?/a>,小于150℃而大于90℃者稱為中溫地?zé)崮?/a>,小于90℃者稱為低溫地?zé)豳Y源。地?zé)釡厝?/a>的下限溫度定為25℃,也就是說(shuō),傳統(tǒng)地熱能把25℃以下溫度的低溫熱能不列為其中。這樣25℃作為淺層地能與傳統(tǒng)地能的分界線。小于25℃的土壤砂巖地下水的熱能屬淺層地能(熱)范疇。
我國(guó)地質(zhì)學(xué)家對(duì)深層地?zé)崮?/a>作出了估計(jì):
第一類地?zé)?/a>資源(溫泉水熱區(qū))。全國(guó)水熱區(qū)天然放熱量達(dá)530萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤。其中2 200處溫泉年釋放熱能1.0×10的17次方 J,相當(dāng)于354萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤熱量。水熱區(qū)可采熱量可達(dá)0.5億t標(biāo)準(zhǔn)煤值。
第二類地?zé)?/a>資源是沉積盆地型的地?zé)豳Y源。全國(guó)10大中型盆地2 000 m深度內(nèi)總熱水量約為6.285×10的13次方立方米,熱能為7.36×10的21次方J,折合2 500億t標(biāo)準(zhǔn)煤。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下可以經(jīng)濟(jì)開采的熱水量為4.9×10的11次方立方米,折合18.5億t標(biāo)準(zhǔn)煤,目前經(jīng)濟(jì)開采量不到1%。
第三類地?zé)豳Y源是干熱巖、地壓地?zé)?/a>資源(地下1 600 m以下),我國(guó)尚未開展研究,一口深井(數(shù)千米)鉆探費(fèi)用將近1 000萬(wàn)美元,美國(guó)1970年投巨資數(shù)億美元開發(fā),估算全美干熱巖體中總能量可達(dá)l×10的25次方J,相當(dāng)于1.7×10的15次方桶石油的耗量,它為全美已查明的石油儲(chǔ)量的6萬(wàn)倍,估計(jì)鉆探可及深度6 km內(nèi),全美干熱巖體中至少有5×10的23次方J能量可利用,即相當(dāng)于全美年能耗的6 000倍。正因?yàn)槿绱?,歐共體投3億美元支持德、法、英開展第三類地?zé)?/a>資源的研究。
目前,我國(guó)地?zé)峋?/a>約800眼,年開采熱水量約1.5億3,地?zé)峥傃b機(jī)容量2 282 MW,年采熱約為10 531 GWh,居全球58個(gè)地?zé)嶂苯永?/a>國(guó)家中的首位,其次是冰島(裝機(jī)1 167 MW,年產(chǎn)量7 482 GWh),雖然我國(guó)地?zé)豳Y源有限,與煤可探明儲(chǔ)量數(shù)千億噸相比,地?zé)崮?/a>比重不大,但遠(yuǎn)有前景,近有實(shí)效,意義重大,對(duì)局部地區(qū)甚至可以起到舉足輕重的作用,地?zé)崮?/a>的應(yīng)用仍在各種可再生能源中獨(dú)占鰲頭。
熱泵技術(shù)的成熟,為低溫熱能的利用創(chuàng)造了條件,它可以從大自然廣泛存在的(以往常被人們忽視的)形形色色形式的低溫資源吸取能量,并加以提升達(dá)到使用的程度。它很符合于建筑供暖(冷)和人們使用的生活熱水的要求程度(冬季室溫20℃左右,夏季27℃左右,生活熱水45℃左右就可以了)。這是淺層地能(熱)開發(fā)利用的重要方面。傳統(tǒng)的深層地?zé)嶂苯永?/a>后(供暖、洗浴、養(yǎng)殖……),回灌水的溫度偏高,一般達(dá)到40℃左右,大大影響了地?zé)崮芾?/a>的經(jīng)濟(jì)性,不僅浪費(fèi),同時(shí)這么高的溫度非同層回灌排入地下也破壞了地下水文地質(zhì)環(huán)境。開發(fā)利用淺層地能(熱)的熱泵技術(shù),作為深層地?zé)崂?/a>的補(bǔ)充,為它開辟了一條回灌水溫度梯級(jí)利用的新途徑。既提高了其經(jīng)濟(jì)性,又防止了對(duì)地下環(huán)境的破壞(例如,天津市華馨小區(qū)地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/供暖系統(tǒng).html" >供暖系統(tǒng)采用熱泵梯級(jí)利用,尾水最低排放溫度達(dá)10℃,利用溫差80℃,充分地利用了地?zé)豳Y源,利用率由50%多提高到70%以上,增加供暖面積5.5萬(wàn)平方米)。
從周邊的的溫泉、火山,人們可以意識(shí)到地球內(nèi)部是一個(gè)火熱的世界,地球內(nèi)部蘊(yùn)藏的巨大的天然熱能就是地?zé)崮?/a>。目前國(guó)際上所指的地?zé)豳Y源是僅以地殼淺層5 km以內(nèi)儲(chǔ)存的天然熱量1.42×1024 kJ為依據(jù)(這里統(tǒng)計(jì)量不包括淺層地能(熱)的能量),它大約是世界上油氣資源所能提供能量的5萬(wàn)倍。
國(guó)際上按照地?zé)豳Y源的溫度不同,通常把熱儲(chǔ)溫度大于150℃者稱為高溫地?zé)崮?/a>,小于150℃而大于90℃者稱為中溫地?zé)崮?/a>,小于90℃者稱為低溫地?zé)豳Y源。地?zé)釡厝?/a>的下限溫度定為25℃,也就是說(shuō),傳統(tǒng)地熱能把25℃以下溫度的低溫熱能不列為其中。這樣25℃作為淺層地能與傳統(tǒng)地能的分界線。小于25℃的土壤砂巖地下水的熱能屬淺層地能(熱)范疇。
我國(guó)地質(zhì)學(xué)家對(duì)深層地?zé)崮?/a>作出了估計(jì):
第一類地?zé)?/a>資源(溫泉水熱區(qū))。全國(guó)水熱區(qū)天然放熱量達(dá)530萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤。其中2 200處溫泉年釋放熱能1.0×10的17次方 J,相當(dāng)于354萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤熱量。水熱區(qū)可采熱量可達(dá)0.5億t標(biāo)準(zhǔn)煤值。
第二類地?zé)?/a>資源是沉積盆地型的地?zé)豳Y源。全國(guó)10大中型盆地2 000 m深度內(nèi)總熱水量約為6.285×10的13次方立方米,熱能為7.36×10的21次方J,折合2 500億t標(biāo)準(zhǔn)煤。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下可以經(jīng)濟(jì)開采的熱水量為4.9×10的11次方立方米,折合18.5億t標(biāo)準(zhǔn)煤,目前經(jīng)濟(jì)開采量不到1%。
第三類地?zé)豳Y源是干熱巖、地壓地?zé)?/a>資源(地下1 600 m以下),我國(guó)尚未開展研究,一口深井(數(shù)千米)鉆探費(fèi)用將近1 000萬(wàn)美元,美國(guó)1970年投巨資數(shù)億美元開發(fā),估算全美干熱巖體中總能量可達(dá)l×10的25次方J,相當(dāng)于1.7×10的15次方桶石油的耗量,它為全美已查明的石油儲(chǔ)量的6萬(wàn)倍,估計(jì)鉆探可及深度6 km內(nèi),全美干熱巖體中至少有5×10的23次方J能量可利用,即相當(dāng)于全美年能耗的6 000倍。正因?yàn)槿绱?,歐共體投3億美元支持德、法、英開展第三類地?zé)?/a>資源的研究。
目前,我國(guó)地?zé)峋?/a>約800眼,年開采熱水量約1.5億3,地?zé)峥傃b機(jī)容量2 282 MW,年采熱約為10 531 GWh,居全球58個(gè)地?zé)嶂苯永?/a>國(guó)家中的首位,其次是冰島(裝機(jī)1 167 MW,年產(chǎn)量7 482 GWh),雖然我國(guó)地?zé)豳Y源有限,與煤可探明儲(chǔ)量數(shù)千億噸相比,地?zé)崮?/a>比重不大,但遠(yuǎn)有前景,近有實(shí)效,意義重大,對(duì)局部地區(qū)甚至可以起到舉足輕重的作用,地?zé)崮?/a>的應(yīng)用仍在各種可再生能源中獨(dú)占鰲頭。
熱泵技術(shù)的成熟,為低溫熱能的利用創(chuàng)造了條件,它可以從大自然廣泛存在的(以往常被人們忽視的)形形色色形式的低溫資源吸取能量,并加以提升達(dá)到使用的程度。它很符合于建筑供暖(冷)和人們使用的生活熱水的要求程度(冬季室溫20℃左右,夏季27℃左右,生活熱水45℃左右就可以了)。這是淺層地能(熱)開發(fā)利用的重要方面。傳統(tǒng)的深層地?zé)嶂苯永?/a>后(供暖、洗浴、養(yǎng)殖……),回灌水的溫度偏高,一般達(dá)到40℃左右,大大影響了地?zé)崮芾?/a>的經(jīng)濟(jì)性,不僅浪費(fèi),同時(shí)這么高的溫度非同層回灌排入地下也破壞了地下水文地質(zhì)環(huán)境。開發(fā)利用淺層地能(熱)的熱泵技術(shù),作為深層地?zé)崂?/a>的補(bǔ)充,為它開辟了一條回灌水溫度梯級(jí)利用的新途徑。既提高了其經(jīng)濟(jì)性,又防止了對(duì)地下環(huán)境的破壞(例如,天津市華馨小區(qū)地?zé)?a href="http://kaichele.cn/t/供暖系統(tǒng).html" >供暖系統(tǒng)采用熱泵梯級(jí)利用,尾水最低排放溫度達(dá)10℃,利用溫差80℃,充分地利用了地?zé)豳Y源,利用率由50%多提高到70%以上,增加供暖面積5.5萬(wàn)平方米)。
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