地热能:可再生能源精品中的精品

作者: | 发布日期: 2014 年 08 月 26 日 17:31 | 分类: 新能源知识
 
地热能的定义:
 
可再生能源有两个来源,一个来自天上的太阳,太阳能、风能、生物质能和海洋能都源于太阳活动;另一个来自地球,而地热能就是来自地球深部不断向外散发的热,即引爆火山及地震的能量。
 
地热资源的分布
 
常规的高温地热资源分布有局限性,主要分布在环太平洋火山地震地热带(如美国、新西兰、印尼、菲律宾、日本);大西洋中脊地热带(如冰岛)、地中海喜马拉雅地热带(如意大利、我国西藏);东非裂谷地热带(如肯尼亚)。
 
地热能的优势
 
1、能量巨大:来自地球的能量极其稳定,世界能源理事会WEC的报告称地热发电在所有可再生能源发电中具有最高的发电利用率,即每年的可工作时间最长(高于73%)。因此,拿同样的1千瓦装机容量来比较,地热能一年能发电6395千瓦时,而风能发电1840千瓦时,太阳能只发电1226千瓦时,地热能的发电量是太阳能的5倍多,是风能的3.5倍;
 
2、潜力巨大:高温地热资源利用常规技术发电超过目前全球年发电总量,采用常规加双工质技术则能翻一番,中低温地热水每年产能相当于478亿吨标煤。而我国地热资源量的官方资料,浅层地热能相当于95亿吨标煤,常规地热资源相当于8530 亿吨标煤,干热岩资源相当于全国一次性能源年消耗量的4000多倍。拿中国来说,干热岩储量是现消耗能源的4400倍,中国大陆3km-10km深处干热岩资源总计为20.9×106EJ,按2%的可开采资源量计算,相当于中国大陆2010年能源消耗总量的4400倍。
 
地热能的三个层次
 
(1) 地面以下至200米深度内储存的是浅层地热能,温度低于25摄氏度,依靠地源热泵技术提取或释放热量,冬季可以供暖,夏季可以制冷。
 
(2)200至3000米深度内,称常规地热能,不同地区的钻井可以产出高温地热蒸汽或中低温的地热水。高温地热资源可以发电,中低温地热水可用于房屋冬季供暖、地热温室种植和水产养殖、温泉洗浴医疗和休闲度假,以及工业洗染和农业干燥等利用。
 
(3)3000至10000米深度内,称干热岩地热能,那里通常没有流体的水或汽,只有高热,是干的。开采这样的资源需要钻两眼井,用石油钻井的压裂技术在两井间造成裂隙连通,然后从一眼井灌入冷水,从另一眼井就会喷出蒸汽和热水,(现在世界上已有法国和德国的干热岩电厂成功发电,美国和澳大利亚等还在继续试验中。)
 
地热发电的4种方式:
 
 
高温地热干蒸汽(100%蒸汽):将蒸汽导入汽轮机就发电了,代表国家有意大利和美国;
 
高温湿蒸汽:采用闪蒸法发电,先实施汽和水分离,然后蒸汽去发电,分离出的热水也可以再闪蒸出部分蒸汽去发电,代表国家是新西兰;
 
双工质法地热发电:是用中低温热水去加热某种有机介质(例氯乙烷),使该介质产生几个压力的介质蒸汽去推动汽轮机发电;
 
全流发电机:将汽和水的混合物不做分离,混送入膨胀动力机,也能发电。
 
地热能的发展:
 
1904年意大利人在拉德瑞罗地热田试验成功,1913年建成世界第一座商业性地热电厂,现今运行着59.4万千瓦装机容量。
 
2012年世界24个国家地热发电总装机容量1118.97万千瓦,美国装机容量312.93万千瓦居世界第一,其有世界最大的盖瑟尔斯地热电厂装机容量158.5万千瓦。世界地热发电前十名的其余国家还有菲律宾、印尼、墨西哥、意大利、新西兰、冰岛、日本、肯尼亚、萨尔瓦多。世界地热发电的年发电量715.6亿千瓦时。
 
另外,世界上已实现了首例利用岩浆热的试验,冰岛的岩浆钻探计划在4500米的钻井过程3次遇到融熔岩浆,在2100米处岩浆高于900摄氏度,2012年试验注入冷水,产出了超过热452摄氏度的蒸汽,压力达140帕,比热焓3200千焦每千克,单井的发电潜力约3.5万千瓦。

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