地熱 -能量資源

地熱

能量資源
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地熱是來自地球內部的一種能量資源。地球上火山噴出的熔岩溫度高達1200℃~1300℃,天然溫泉的溫度大多在60 ℃以上,有的甚至高達100 ℃~140 ℃。這說明地球是一個龐大的熱庫,蘊藏著巨大的熱能。這種熱量滲出地表,于是就有了地熱。地熱能是一種清潔能源,是可再生能源,其開發前景十分廣闊。

  • 中文名稱
    地熱
  • 來    源
    地殼內部的溫度產生的熱量
  • 性    質
  • 特    點
    清潔能源,是可再生能源

簡介

地熱由此產生。

形成

地球可以看作是平均半徑約為6371km的實心球體。它的構造就像是一個半熟的雞蛋,主要分為三層。地球的外表相當于蛋殼,這部分叫做"地殼",它的厚度各處很不均一,由幾千米到70km不等,其中大陸殼較厚,海洋殼較薄。地殼的下面是"中間層",相當于雞蛋白,也叫"地幔",它主要是由熔融狀態的岩漿構成,厚度約為2900km。地殼的內部相當于蛋黃的部分叫做"地核",地核又分為外地核和內地核。

地球每一層的溫度很不相同。從地表以下平均每下降100米,溫度就升高3 ℃,在地熱異常區,溫度隨深度增加的更快。中國華北平原某一個鑽井鑽到1000米時,溫度為46.8 ℃;鑽到2100米時,溫度升高到84.5 ℃。另一鑽井,深達5000米,井底溫度為180℃。根據各種資料推斷,地殼底部和地幔上部的溫度約為1100 ℃~1300 ℃,地核約為2000 ℃~5000 ℃。

地殼內部的溫度產生的熱量,它的熱量是哪裏來的呢。一般認為,是由于地球物質中所含的放射性元素衰變產生的熱量。有人估計,在地球的歷史中,地球內部由于放射性元素衰變而產生的熱量,平均為每年5萬億億卡(即卡路裏)。這是多麽巨大的熱源啊。1981年8月,在肯亞首都內羅畢如開了聯合國新能源會議,據會議技術報告介紹,全球地熱能的潛在資源,約為,相當于全球能源消耗總量的45萬倍。地下熱能的總量約為煤全部燃燒所放出熱量的1.7億倍。豐富的地熱資源等待我們去開發。到2050年,根據不同部門的估算,中國地熱發電裝機容量可以分為高中低三種方案:高方案為3.6億千瓦(約佔中國電力總裝機容量的30%),中方案為2.4億千瓦(約佔中國電力總裝機容量的20%),低方案為1.2億千瓦(約佔中國電力總裝機容量的10%)。地熱不僅僅限製于地球上,將來人們可以到遙遠的外太空,開發地熱資源。

地熱劃分

地熱一般根據呈現形式和溫度高低來進行分類。

呈現形式

地熱來源主要是地球內部長壽命放射性元素(主要是鈾238 、鈾235 、釷232 和鉀40等)衰變產生的熱能。地熱在地球上有不同的呈現形式。按照其儲存形式,地熱資源可分為蒸汽型、熱水型、地壓型、幹熱岩型和熔岩型5大類。

溫度高低

在離地球表面5000米深,15℃以上的岩石和液體的總含熱量,據推算約為14.5×1025焦耳(J),約相當于4948萬億噸(t)標準煤的熱量。地熱資源按溫度的高低劃分為高中低三種類型。中國一般把高于150℃的稱為高溫地熱,主要用于發電。低于此溫度的叫中低溫地熱,通常直接用于採暖、工農業加溫、水產養殖及醫療和洗浴等。

據截止1997年的統計,全世界地熱發電裝機容量已達762.2萬kw。美國加州吉塞斯地熱電站是目前世界上最大的地熱電站,裝機容量達91.8萬kw。

西藏地熱

簡介

西藏是中國地熱活動最強烈的地區,地熱蘊藏量居中國首位,各種地熱顯示幾乎遍及全區,有700多處,

其中可供開發的地熱顯示區342處,絕大部分地表泉水溫度超過80℃,地熱資源發電潛力超過100萬千瓦。在調查過的169個熱田和水熱區中,溫度高于80℃的佔22%,溫度介于60℃~80℃之間的佔28%,溫度介于40℃~60℃之間的佔35%,溫度低于40℃的佔17%。西藏地熱總熱流量為每秒55萬千卡。西藏各地蘊藏豐富的地熱發電潛力,山南地區8萬千瓦,日喀則地區16萬千瓦,那曲地區2.7萬千瓦,阿裏地區9.2萬千瓦,拉薩地區4.7萬千瓦,昌都地區0.75萬千瓦,總發電潛力40多萬千瓦。20世紀60年代,中國開始對青藏高原地熱資源進行研究與開發。西藏地熱資源發電總量佔拉薩電網的30%左右,除發電外,在住房取暖、蔬菜溫室、醫療、洗浴等方面都有廣泛的套用。

地熱地熱

特點

西藏中高溫地熱資源主要分布在藏南、藏西和藏北,西藏最著名的羊八井地熱田是中國最大的高溫濕蒸汽熱田。地熱顯示主要有溫泉、沸泉、間歇噴泉、熱水河和放熱地面等,其特點是:

①溫度高。西藏超過沸點的地熱顯示點已發現36處。

地熱地熱

②類型多。西藏地熱有水熱爆炸,例如羊八井熱水塘;間歇噴泉,如昂仁縣切熱鄉搭格架間歇泉是中國已發現的最大間歇溫泉;高原沸泉,分布在岡底斯山一帶,如薩嘎縣達吉嶺鄉如角藏布一支流;沸泥泉,措美縣布雄朗古和薩迦縣卡烏泉塘;地熱蒸汽,分布在岡底斯山及念青唐古山南麓一帶。

③分布廣。西藏境內各縣均發現有地熱顯示點,比較集中的分布地區是藏東"三江"地區、阿裏地區和雅魯藏布江谷地

④放熱強度大。西藏地熱放熱強度位居中國首位,有些地熱顯示區的天然熱流量達到107~108卡/秒。

⑤礦化度復雜。

分布

西藏地熱活動區位于喜馬拉雅地熱帶中,高溫地熱資源佔全國地熱總量的80%。西藏地熱資源主要分布在青藏

地熱

鐵路沿線的拉薩-尼木-羊八井-那曲-錯納湖一帶,此外"一江兩河"地區和藏北無人區也蘊藏著豐富的地熱資源。西藏地熱分布按其地熱活動形跡、顯示特征和區域地質,大致劃分為三大區域:藏北低、中溫水顯示區,"三江"上遊中、高溫熱水顯示區,藏南部谷地高、中溫水汽顯示區。

藏北低、中溫水顯示區

該顯示區外泄熱泉水總流量2486.8升/秒,天然熱流量5.9萬大卡/秒。以班公錯-怒江大斷裂帶為界,分南、北兩個亞區。

地熱田地熱田

北亞區。地熱顯示主要分布在改則縣-安多縣東巧以北的藏北高原,地熱顯示微弱,類型以溫泉為主,除有高溫熱噴泉1處外,其餘溫度均小于20℃。該區內共有湖泊90餘處,富含等特征元素。

南亞區。地熱顯示主要在日土-申扎-那曲一帶。地熱顯示類型單一,活動強度中等,以中低溫泉及湖沼為主要特征。熱泉多出露在斷裂帶及斷裂交匯處和構造湖的周邊地區。在蓬錯岸邊以及徐果錯到蔣口阿錯一線的熱泉和蒸汽顯示非常明顯。區內共有地熱顯示點23處,鹼湖1處,鑽孔見熱點15處。湖泊富含鋰、氟、二氧化矽等元素。

"三江"上遊中、高溫熱水顯示區

包括安多、索縣、丁青、昌都和芒康等地區。地熱顯示集中在斷裂交匯部位,在復背及切割復背斜的斷裂帶上有熱泉出露。地熱顯示中等,類型單一,分布較廣,共有熱泉顯示區131處,佔西藏自治區地熱顯示區總數的34%。其中,有高溫熱泉30處、中低溫泉30處、溫泉71處、噴泉4處和分布于察雅-類烏齊一帶碳酸泉5處。區內熱泉總流量為1.3萬升/秒,天然熱流量7.9萬大卡/秒,折合標準煤34.5萬噸/年所釋放的熱量。由于區內地形深切、山峰陡峻、峽谷發育,不利于地熱水的儲存,熱泉水多沿谷地底部排泄。

亞區

藏南部谷地高中溫汽水顯示區按水系、山地和地熱顯示強度可分為三個亞區,分別為象泉河獅泉河流域,雅魯藏布江谷地和藏南冰雪山地。①象泉河、獅泉河流域亞區。包括噶爾縣-公珠錯地區,呈北西向分布,地熱顯示強烈,類型齊全,其中尤以水熱爆炸、沸噴泉為主。區內共有水熱區27處,溫度較高,熱泉水總流量465升/秒。主要顯示區有朗久地熱顯示,水溫最高達95℃,屬汽水兩相顯示。

地熱帶地熱帶

②雅魯藏布江谷地亞區。包括日喀則、山南、拉薩、當雄、林芝、波密和墨脫等地。區內地熱顯示類型眾多,以汽水兩相顯示為主,共有水熱顯示區157處。其中,高于80℃的過熱顯示區有36處、高溫水顯示區157處、水熱爆炸區5處、汽孔5處、沸泉2處和間歇噴泉3處。熱水湖沼、冒氣地面、泉華等現象極為普遍,主要顯示區有羊八井、查布、卡烏和古堆等地。區內有位居中國首位、規模最為壯觀的古堆泉華台,其高度400~500米。區內熱泉水總流量為3428升/秒。

③藏南冰雪山地亞區。位于自治區南端喜馬拉雅主峰及其北坡一帶,呈東西向斷續分布。區內地熱顯示類型少,共發現3處,溫度均低于60℃,水熱活動顯示微弱,溫泉大多數出露于南北向斷裂切割的河谷底部。南部谷地的高中溫水汽顯示區,熱泉水總流量為3909升/秒。

主要地熱顯示區

西藏境內主要地熱顯示區有羊八井地熱田、谷露地熱田、查布地熱田、卡烏地熱田、古堆地熱田和朗久地熱田等。

地熱地熱

①卡烏地熱田。位于薩迦縣城東南約20千米處,距日喀則縣城85千米,海拔4700米。地處卡烏盆地出口處,面積10萬平方米。地熱顯示強烈,顯示類型多,除水熱爆炸外,還有沸泉、噴汽孔等,主要以沸泉為主。沸水噴涌高1米,水溫88℃,日涌水總量1728噸,天然熱流量1.5萬大卡/秒,發電潛力約2.5萬千瓦,矽、硼含量高。

②古堆地熱田。西藏第二大地熱顯示區,僅次于羊八井地熱田。位于措美縣古堆鄉,由布雄朗古、巴布德密、撒嘎朗嘎和茶卡等沸泉區組成,海拔4500~4600米。泉區出露面積9.5平方千米,區內南北向有大斷層發育,古矽華堆積物高度400米。其顯示類型屬高溫水汽兩相,沸泉水最高溫度為86.5℃,日涌出量3629噸,天然熱流量4.4萬大卡/秒,遠景動能開發潛力7萬千瓦以上。

③絨馬爾熱泉。位于申扎縣依布茶卡西絨馬村,海拔4900米。有熱泉、噴泉、泉華錐和泉華柱,水溫72℃,日涌水量2.1萬噸,天然熱流量1.2萬大卡/秒,富含硼。泉周圍地面常見鹽華,呈鹽泡狀。④拉布朗溫泉。為世界上含銫量最高的沸泉。位于昂仁縣南部拉布朗村,海拔4300米,水溫85℃。

羊八井

羊八井地熱田位于拉薩市西北當雄縣境內,距拉薩市區約90 km,海拔4 300 m,是我國正在開發的最大濕蒸汽田。羊八井地熱田分為淺層熱儲和北部深層熱儲。淺層熱儲勘探工作始于1975年,已探明熱田面積14 km2,評價發電能力為32 MW。生產井井口溫度110~170 ℃,井口工作壓力0.294 2 MPa左右。 由于淺層熱儲發電熱效率低,生產井和發電設備過流部件結垢、腐蝕嚴重,1987年後羊八井熱田開發開始向尋找北區深部熱儲轉移。當年施工了ZK352孔,井深950 m,井底溫度202 ℃,未獲得可利用熱流體。據物、化探地質資料也表明該區深部有可能賦存有高溫熱儲。1988~1991年間,羊八井北區深部勘探工作由于缺乏資金而中斷。但在此期間,國內外地熱專家對羊八井熱田北區深層熱儲的構造特征、地下水運移通道、是否有含水層高溫地熱深井鑽探工藝和方法等重大技術問題進行了理論上的研究和探討。1992年西藏自治區人民政府在拉薩召開了西藏高溫地熱開發利用國際研討會。與會國內外地熱專家對羊八井北區深層熱儲存在的可能性勘探靶區、工藝等問題進行研討和交流,一致認為羊八井北區深層高溫熱儲有非常好的開發前景。會後,勘探工作重新開始,當年施ZK4 002孔,1993年完孔,井深2 006.8 m,測得井底溫度329 ℃,因施工工藝和技術手段等原因,仍未獲得熱流體。1995年,在總結ZK4 002孔經驗教訓的基礎上,經國內外專家咨詢論證,又施工ZK4 001孔,1996年10月完孔,井深1 459 m,汽水混合物總量302 t/h,井口工作溫度200 ℃,工作壓力1.470 9 MPa,用端壓法計算單井發電能力12 MW。至此,羊八井地熱田深部高溫熱儲第1次展現在人們面前,為羊八井地熱開發利用掀開了新的一頁。

羊八井地熱發電廠羊八井地熱發電廠 羊八井地熱發電廠羊八井地熱發電廠

世界分布

拉德瑞羅地熱田:世界地熱發電的先驅

拉德瑞羅地熱田位于義大利羅馬西北面約180公裏處,開發面積大約100平方公裏。該地熱田由8個地熱區組成。拉德瑞羅地熱田儲集層內蒸汽的最高溫度為310℃。拉德瑞羅地熱電廠的總裝機容量為38.06萬千瓦,名列世界第四。

蓋瑟斯地熱田:全球地熱田之冠

蓋瑟斯地熱田是目前所知世界最大的地熱田,位于美國加州舊金山北面約120公裏處,面積超過140平方公、裏,儲集層蒸汽溫度最高達280℃。1988年,該地熱田電廠的總裝機容量達到204.3萬千瓦,真正稱得上世界第一。

懷拉基地熱田:紐西蘭的地熱之星

懷拉基地熱田位于紐西蘭北島中部陶波湖的東北側。它是世界上第一個成功開發的大型熱水田,利用熱水發電的方法和經驗從這裏開始。該地熱田熱水溫度最高達到265℃。

菲律賓地熱田:地熱田中的後來居上者

菲律賓目前共有地熱田和地熱區30處,其中已發電者4處,具有開發潛力的6處,正在鑽探和開發的9處,其餘11處仍在進行地面研究。1995年菲律賓地熱發電的總裝機容量達到122.7萬千瓦,21世紀以來,更是接近200萬千瓦,僅次于美國,居世界第二。

冰島地熱田:大西洋中脊上的地熱奇苑

冰島已知高溫地熱田和地熱區共21處,全部分布在新火山活動帶(距今70萬年以內)之內,其中勘探與開發較多的地區大部分集中在冰島西南、首都雷克雅未克的附近,以及東北的克拉夫和諾馬夫雅克;雷克雅未克附近已開發的地熱田包括雷克雅未克市區範圍內以及市區東北約15公裏的雷克低溫熱水田、斯瓦勤格高溫熱水田,以及尼斯雅維勒和魁瓦歌帝高溫熱水田。前二者所產630℃~128℃的熱水全部供首都地區13萬居民的生活用水和房屋供暖之用,後二者所產高溫熱水(260℃-38O℃)除一部分準備將來供應首都地區供暖外,其餘將用于發電。

資源分布

在一定地質條件下的"地熱系統"和具有勘探開發價值的"地熱田"都有它的發生、發展和衰亡過程,絕對不是隻要往深處打鑽,到處都可發現地熱。作為地熱資源的概念,它也和其它礦產資源一樣,有數量和品位的問題。就全球來說,地熱資源的分布是不平衡的。明顯的地溫梯度每公裏深度大于30℃的地熱異常區,主要分布在板塊生長、開裂-大洋擴張脊和板塊碰撞,衰亡-消減帶部位。環球性的地熱帶主要有下列4個:

環太平洋地熱帶

它是世界最大的太平洋板塊與美洲、歐亞、印度板塊的碰撞邊界。世界許多著名的地熱田,如美國的蓋瑟爾斯、長谷、羅斯福;墨西哥的塞羅、普列托;紐西蘭的懷臘開;中國的台灣馬槽;日本的松川、大岳等均在這一帶。

地中海一喜馬拉雅地熱帶

地熱帶

它是歐亞板塊與非洲板塊和印度板塊的碰撞邊界。世界第一座地熱發電站義大利的拉德瑞羅地熱田就位于這個地熱帶中。中國的西藏羊八井及雲南騰沖地熱田也在這個地熱帶中。

大西洋中脊地熱帶

這是大西洋海洋板塊開裂部位。冰島的克拉弗拉、納馬菲亞爾和亞速爾群島等一些地熱田就位于這個地熱帶。

紅海一亞丁灣一東非裂谷地熱帶

它包括吉布提、衣索比亞、肯亞等國的地熱田。

除了在板塊邊界部位形成地殼高熱流區而出現高溫地熱田外,在板塊內部靠近板塊邊界部位,在一定地質條件下也可形成相對的高熱流區。其熱流值大于大陸平均熱流值1.46熱流單位,而達到1.7~2.0熱流單位。如中國東部的膠、遼半島,華北平原及東南沿海等地。

地熱採暖

地熱採暖全稱為低溫地板輻射採暖, 是以不高于60℃的熱水為熱媒,在加熱管內迴圈流動,加熱地板,通過地面以輻射和對流的傳導方式向室內供熱的供暖方式。早在上世紀七十年代,低溫地板輻射採暖技術就在歐美、韓、日等地得到迅速發展,經過時間和使用驗證,低溫地板輻射採暖節省能源,技術成熟,熱效率高,是科學、節能、保健的一種採暖方式。

地熱採暖在新增住宅之中普遍採用,一般情況下,地熱管路在運行一個採暖期之後沉積1-1.5毫米厚的水垢 、粘泥,並相應的使室內溫度降低,水質差的地區更加嚴重。如果管路長期得不到有效清洗,一方面水流量減小、流速變慢,室內溫度也因此明顯下降 ;另一方面更為嚴重的是有的會造成管路栓塞,無法疏通,導致地熱管路永久失效,不可逆轉。

地熱不熱有那些因素?

家中安裝了地熱,可溫度卻很低,造成這種現象有以下幾種因素:

1、設計不合理或根本沒經過設計就施工,系統迴圈有問題;

2、主管線壓力差不夠,不能達到系統設計流速;

3、供暖溫度不夠,進戶水溫低;

4、過濾器堵塞造成水流不暢通;

5、地面材料熱阻過大,溫度不能有效釋放,這種情況多由地面處理工藝或地板地墊過厚造成;

地熱系統會堵麽?

在使用過程中,如果供暖水質不好,那麽很容易造成過濾器堵塞,但大家不要害怕,過濾器是個需要經常清洗的地方,準備一個扳手就可以自己動手清洗過濾器。管壁上的水垢隻能找專業的熱清洗公司來做!

如何預防地熱不熱?

地熱安裝3年後,必須進行地熱清洗,那麽如何告別地熱清洗提早預防地熱不熱呢?在地熱安裝時即安裝地熱水過濾器,地熱水質過濾器簡稱地熱通,過濾地熱水雜質,分解地熱水垢的利器!預防地熱通路堵塞,提升室溫!

地熱採暖系統有多厚?

地暖系統主要分為絕熱層、防潮層、固定層、通路層、儲熱層、地面面層。整體厚度大概在8釐米左右!

地熱地表溫度是多少?

地熱地表溫度根據不同區域有不同的設計溫度!

地板採暖國家行業標準 JGJ 142-2004 J365-2004

表3.1.2 地面的表面平均溫度(℃)

區域特征 適宜範圍 最高限值

人員經常停留區 24-26 28

人員短期停留區 28-30 32

無人停留區 35-40 42

浴室及遊泳池 30-33 33

套用前景

在世界上80多個直接利用地熱的國家中,中國直接利用熱地裝置採熱的能力已經位居全球第一。鑒于西藏自治區居全國之首的地熱資源,西藏有著開發利用地熱的廣闊前景。

上個世紀七十年代初以來,由于能源短缺,地熱能作為一種具有廣闊開發前景的新能源日益受到關註。地熱能除了用于發電之外,更為大量地直接用于採暖、製冷、醫療洗浴和各種形式的工農業用熱,以及水產養殖等。

與地熱發電相比,地熱能的直接利用有三大優點:一是熱能利用效率高達50%-70%,比傳統地熱發電5%-20的熱能利用效率高出很多;二是開發時間短得多,且投資也遠比地熱發電少;三是地熱直接利用,既可利用高溫地熱資源也可利用中低溫地熱資源,因之套用範圍遠比地熱發電廣泛。當然,地熱能直接利用也受到熱水分布區域的限製,因為地熱蒸汽與熱水難以遠距離輸送。

發展

審時度勢,要推進我國地熱產業健康發展,需從以下四個方面入手::

一是合理規劃地熱資源的開發利用,引導和規範產業發展。地熱能資源雖屬可再生資源,但再生需要一定條件,而且不能無限再生。要保持能源的長期穩定性,讓人民民眾永享大自然的福賜,就必須把節約性保障措施放在優先位置統籌考慮,大力倡導"在保護中開發、在開發中保護"的發展模式。這就需要有關部門必須做好地熱產業產能布局和產業鏈的規劃工作,將重點放在高精尖技術的突破上,避免地熱產業鏈盲目集中于技術含量不高的環節,造成局部產能過剩、全行業整體競爭力不強。同時,在國家發展規劃中要明確地熱資源的利用率比例、地熱資源在能源消費中的比例等指標,並與節能減排目標相結合。此外,要協調好地方政府發展規劃和地熱發展的相關規劃,使之與國家整體規劃保持一致,避免地方政府盲目上項目、過度投資。

二是積極開展淺層地熱能資源勘查評價,促進產業可持續發展。地熱能特別是淺層地熱能資源,採用何種方式開發、可能利用的量、長期利用後對環境的影響程度等,受到當地具體水文地質條件(地下水埋藏條件,地層結構、含水地層的滲透性、地下水水質等)的限製,隻有這些條件查清楚,才能對淺層地熱能的利用方式做出正確的選擇。因此,當前應先從平原區的重點城市起步,開展以1∶10萬比例尺精度為主體的勘查評價工作。以原來開展的水文地質勘查成果為基礎,補充必要的獲取岩土體熱傳導率、滲透率等參數的勘查工作。在勘查評價的基礎上,編製淺層地熱能開發利用規劃,進行合理布局,確定適宜開發利用的地區、圈定不同利用方式(地下水、地埋管)的地段、提出合理的開發利用規模、防治地質災害和環境地質問題的措施。

三是創造良好的政策環境,支持地熱產業發展。地熱能特別是淺層地熱能開發利用,最初投資較高,但運行管理費用低並具有清潔、高效、節能的特點,是具有很好的開發前景和可持續利用的清潔能源。為此,政府可以通過建立地熱能資源專項資金、補貼、投資退稅或生產減稅等優惠政策,降低地熱產業發展的前期資金成本。當然,從地熱產業的可持續發展考慮,這些支持措施既要適度又要適時,要根據產業發展周期採取不同的優惠措施,從而促使地熱產業從依靠政策扶持發展到具有自身競爭機製的成熟產業。此外,要理順體製機製,加強政府各部門的組織協調,建立良好的製度環境。

四是加大地熱開發利用的技術創新,完善技術支撐體系。要盡快建立國家級研發平台,加強技術研發工作以提高創新能力;要將地熱資源的有效利用列入各級政府的產業發展和科研攻關計畫,增加投入,納入預算;要促進企業和科研單位結成戰略伙伴關系、建立創新聯盟,使創新覆蓋整個產業鏈的所有重要環節;要製定相關的技術標準、規範,規範地熱能資源的開發利用;要在技術上吸收國外成功的先進經驗(如開採與回灌技術、發電與熱利用技術),引進用于中低溫地熱利用的熱泵技術,實現地熱資源的梯級綜合利用,提高地熱能源的利用率,進而保護生態平衡,實現可持續發展。

岩漿發電

岩漿發電,其本質是地熱發電。隻不過和普通地熱發電有形式上的差異。

隨著世界經濟的不斷成長,能源的消耗也越來越大,化石燃料的大量使用帶來了嚴重的環境污染和生態破壞,資源量也日益減少。開發潔凈的可再生能源成了可持續發展的迫切需要。作為替代能源之一的地熱能源日益受到人們的重視。

地熱電站沒有燃料運輸設備,沒有龐大的鍋爐設備,沒有灰渣和煙氣對環境的污染,是比較清潔的能源,而且地熱發電成本較水電、火電都低。

火山爆發時噴出的高溫岩漿,蘊藏著巨大能量,如何利用地下的高溫岩漿發電,是能源科學研究的一大課題。

美國能源部在20世紀80年代初開始進行火山岩漿發電的可行性基礎研究。並在夏威夷島基拉厄阿伊基熔岩湖設立實驗場,實驗是成功的。美國于1989年選定了用岩漿發電的發電廠址,在加利福尼亞州的隆巴列伊地區打了一口6 000米的深井,利用地下岩漿發電,90年代中後期建成岩漿發電廠。其設計思想是用泵把水壓入井孔直達高溫岩漿,水遇到岩漿變成蒸汽後噴出地面,驅動汽輪發電機發電。電腦模擬表明,從一口井中得到的蒸汽熱能發電,可以抵得上一台5萬千瓦的發電機組。美國能源部計算後宣稱,美國的岩漿能源量可折合為250億~2 500億桶石油,比美國礦物燃料的全部蘊藏量還多。

日本也從1980年開始進行高溫火山岩發電的實驗。日本新能源開發機構成功地從3 500米深處的地下高溫岩體中提取出了190℃的高溫熱水。方法是在花崗岩體中打兩口井,往其中一口井中灌入涼水,再從別一口井中抽出高溫熱水。每分鍾灌入1.1噸涼水,可連續回收0.9噸190℃的高溫水。1989年,日本新能源開發部又利用高溫岩體連續地獲得高溫熱水和蒸汽。他們在相隔35米的距離內鑽了兩口1 800米的深井,以每分鍾0.5噸的流量向一口井中灌進涼水,從另一口井抽出的水就被岩體加熱到100℃以上。他們的目標是設法使涼水變成200℃的蒸汽,最終實現發電。

英國從1987年開始進行岩漿發電實驗。

在英國一個溫度最高的熱岩地帶,其2 000米深處的岩體溫度約100℃,在6 000米深處的熱岩可以把水加熱到200℃。一口井就能產生1萬千瓦的電力,可持續用25年時間。英國計畫在1995年建成一個6兆瓦的熱岩發電廠,可滿足2萬人口小城鎮的電力需求。

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