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怎麼鑒定鑽石莫桑石 2022-10-05 10:44:41

英國地熱資源豐富的原因是什麼

發布時間: 2022-08-12 02:33:59

❶ 地熱的溫度很高,那麼地熱是怎麼樣形成的

地球內部溫度相當高,核心處的溫度可以與太陽肩並肩。

地球內部的溫度相當高,通常來說越靠近地心溫度也就越高。據科學家測算,地核的溫度在4000~6800℃,太陽表面的溫度也才5500攝氏度左右,地核深處的溫度在6000攝氏度以上,可以說與太陽表面的溫度肩並肩。

鉿合金是目前已知熔點最高的物質,在標准大氣壓下,它的熔點高達4215攝氏度。理論上來講,地球核心處的溫度可以融化任何物質。不過由於地球核心處的壓力非常之大,物質的熔點也會隨之升高,地球核心處並不是液態物質,而是固態物質。

地球表面的溫度主要受太陽輻射影響,全球平均氣溫大約在15攝氏度左右。在深不見光的地下則主要受地熱影響,溫度會隨著深度的增加而逐漸升高。在地殼中每深入100米,溫度大約上升1攝氏度,越往深處,溫度上升的也就越快。

(美麗的地熱湖)

❷ 冰島經濟以什麼為主該國地熱資源豐富的原因是什麼

漁業是經濟支柱,工業以漁產品加工和煉鋁等高能耗工業為主。

該國地熱資源豐富,與地殼運動有關,冰島地處板塊交界地帶,地殼不穩定,地殼內部熾熱的岩漿烘烤地下水,使地下水被烘熱,然後以溫泉和沸泉的形式噴出地面,形成豐富的地熱資源。

❸ 24.①島地熱資源豐富,其原因是該島 A.位於板塊交界處 B.受海洋影響大 C.緯度較低

以下均屬個人觀點,僅供參考,謝謝……


24、A 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,於是就有了地熱。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。

25、C 澳大利亞大自流盆地屬於潛水補給地下水,地下水鹽度較大,適合牲畜飲用,發展了大牧場游牧業

26、C 該工程位於澳大利亞東南部,通過大壩水庫和山澗隧道網,在雪山山脈的東坡建庫蓄水,將東坡斯諾伊河的一部分多餘水量引向西坡的需水地區。沿途利用落差(總落差760米)發電供應首都堪培拉及墨爾本、悉尼等城市。

❹ 地熱熱泵——適合於任何地方的地熱能源:當前世界發展狀況

R.Curtis(英)、J.Lund(美)、B.Sanner(德)、L.Rybach(瑞士)、G.Hellström(瑞典)

徐巍(譯)鄭克棪(校)

摘要:1995年在義大利佛羅倫薩舉行的世界地熱大會上,一篇論文引起了世界地熱界對地熱熱泵增長狀況的廣泛關注。隨著降低建築能耗壓力的增加,以及減少建築物二氧化碳排放指標的提高,安裝地熱熱泵的趨勢正在逐漸興起。應用地熱熱泵的國家數量也不斷上升,其中一些國家並沒有傳統意義上的地熱資源,但現在他們有了生氣勃勃的地熱熱泵項目。另外,還有一些國家正在探索其應用潛力。從小的家庭安裝到大功率的系統安裝,各種型號的地熱熱泵都在增加。這篇文章主要對近10年這些高效率、長壽命、低污染的可再生能源系統的發展和安裝進行評價。

1 介紹

地熱熱泵是世界上發展最快的可再生能源利用技術之一,在過去的10年裡,大約30個國家平均增長速率達到10%。它主要的優點是可以利用平常的地溫或地下水的溫度(5~30℃)就可以運行,而這些資源全世界各個國家都可以獲得。在1995年的佛羅倫薩世界地熱大會上,人們嘗試著總結了當時的這項技術狀況和發展水平,到2005年,地熱熱泵已經進一步提升為新能源和可替代能源的重要角色。它們尤其已經被作為一種高效的可再生供熱裝置,而且更重要的是它們在減少二氧化碳方面得到認可。來自加拿大的一篇文章中提到:「當前在市場上不可能有任何其他的單項技術比地熱熱泵在減少溫室氣體排放和導致全球變暖效應方面的潛力更大。」這句話同當前流行的一種認識相一致:熱泵作為供熱裝置可以減少全球6%以上的二氧化碳排放量,它是目前市場上可獲得的減少二氧化碳排放量最大的單項技術之一。這樣的說法正好適合當前提倡的把更多的注意轉移到可再生熱能的利用上來,就像現在提倡可再生電能一樣。2005年9個歐洲組織和貿易協會共同提倡採用可再生能源進行供熱和製冷的行動。三個主要的技術被提到:生物能、太陽能和地熱能。過去10年已經進行的工作,說明正確設計的熱泵系統,無論是對單孔安裝還是多孔安裝,都可以確保從地下汲取的熱能是真正可再生和永久可持續的。最近,世界能源組織公布了多種可再生技術的生命周期分析,對於加熱技術,地熱熱泵的生命期二氧化碳排放量是第二低,僅次於木屑。

在這篇文章里,我們簡短介紹了地熱熱泵技術,提出當前流行的一些綜合信息。讀者會發現2005年世界地熱大會論文集第14章收集了比以前大會論文集更多的關於地熱熱泵的論文,反映了它在世界范圍內的快速增長。盡管地熱熱泵有比較高的應用潛力,但在一個國家或地區的優勢條件取決於當地的經濟生存能力、應用能力和增長率。我們介紹了幾個不同地理區域和國家的發展情況。一些地區已經安裝了很多的地熱熱泵,而且顯示了不斷增長的趨勢,有些地區才剛剛開始。開發利用較好的國家有美國、北歐、瑞士、德國,尤其是瑞典。剛開始開發利用的國家包括英國和挪威。其他有大量裝機的國家還有加拿大和奧地利,法國、荷蘭也顯示了比較快的增長速度。中國、日本、俄羅斯、英國、挪威、丹麥、愛爾蘭、澳大利亞、波蘭、羅馬尼亞、土耳其、韓國、義大利、阿根廷、智利、伊朗等國開始意識到地熱熱泵技術。論文集第一部分里許多國家介紹了他們的開發利用狀況。

2 裝機

盡管許多國家都開始對熱泵產生興趣,但熱泵的增長主要還是發生在美國和歐洲。據不完全統計,目前全世界范圍內的裝機容量可能接近10100MWt,年均利用的能量大約59000TJ(16470GWh)。實際安裝的機組數量大約900000個。表1列舉了地熱熱泵利用率最高的幾個國家。

表1 利用地熱熱泵領先的國家

3 地熱熱泵系統

熱泵系統利用相對不變的地下溫度來為家庭、學校、政府和公共建築供熱、製冷和提供生活熱水。輸入少量的電能驅動壓縮機後,可以產生相當於輸入能量4倍的能量。這樣的機器使熱能從低溫區流向高溫區,實際上是一台能倒流的製冷機。「泵」說明已經做功,溫差稱為「抬升」,抬升越大,輸入的能量越多。該項技術並不是一項新技術,1852年Lord Kelvin提出了這個概念,20世紀40年代Rober Webber修改成地熱熱泵,60、70年代獲得商業推廣。圖1是典型的水-氣型熱泵系統。這樣的熱泵在北美應用很廣泛,但在北歐家庭供暖市場主要利用水-水熱泵。

熱泵有兩種基本的配置:土壤偶極系統(閉路系統)和地下水系統(開路系統),地下系統可以水平或垂直安裝,取用井水或湖水。系統的選擇依賴安裝地點的土壤和岩石類型,能否經濟施工水井或現場已有水井,還需場地條件。圖2是這些系統的示意圖。如前面的水-氣型熱泵所示,對於熱水加熱系統,家用熱水交換器可以在夏天利用回灌的熱量,冬天利用輸出的熱量來加熱生活用水,水-水型熱泵一般只能通過轉換供熱模式到生活熱水模式,將輸出溫度提高到最大來加熱生活熱水。

圖1a 製冷循環中的水-氣型地熱熱泵

圖1b 供暖循環中的水-氣型地熱熱泵

圖2a 密閉環路熱泵系統

圖2b 開放環路熱泵系統

在土壤偶極系統里,一條封閉的管路被水平的或者垂直的埋在地下,防凍液通過塑料管循環,或者在冬天從地下獲得熱量,或者在夏天將熱量灌入地下。開放環路系統利用地下水或湖水直接通過熱交換器後灌入另一眼井(或者河渠、湖裡,或者直接用於灌溉),主要按照當地法規執行。

其他種類的熱泵系統正在興起,如豎井和本次大會上提到的一種新類型。這些系統效率很高,但大多需要更加精細的水文地質信息和比閉路系統更加專業的設計。

熱泵機組的效率在供暖模式通過運行系數COP來表示,在製冷模式下用能量效率比(EER)來表示,它是輸出能量與輸入能量(電能)之比,目前的設備基本在3和6之間變化。這樣COP為4意味著輸入每個單位的電能可以產生4個單位的熱能。經過對比,空氣源熱泵的COP大約為2,取決於高峰供暖和製冷需要的備用電能。在歐洲,這個比率有時候作為「季節性運行參數」,即供暖季和製冷季的平均COP,同時要考慮系統特性。

4 地熱熱泵的可再生討論

隨著熱泵裝機的穩定增加,使人認識到它們對可再生能源利用的貢獻。這只是部分的認識,因為它們只涉及了供暖和製冷的表面,所以沒有可再生電能的考慮。然而,這裡面有兩個其他的因素——一個是關於地下能源的可持續問題,一個是基於空氣源熱泵的問題,在能量輸出時沒有純能量的增加,所以它們僅僅是一種能量效率技術。

20世紀50、60年代,當空氣源熱泵風靡的時候,在城市裡的化石燃料電廠發電的效率接近30%。當時空氣源熱泵的COP一般在1.5~2.5之間變化。表2顯示了在建築物里能量釋放的情況,60%的能量來自於空氣,而用來發電的原生能量只有75%作為有用的熱能得到利用。這樣,從空氣中提取的可再生能量已經高效地釋放了熱能,但沒有剩餘能量。表2的第二列是當前的數據。新型的組合或聯合循環發電廠發電效率已超過40%。土壤源熱泵的SPF已超過3.5。這導致了140%的效率,其中最終能量的71%來自地下。更重要的是,超過40%的剩餘量已高於發電消耗的原始能量。

表2 能量和效率對比表

水源熱泵和新型發電效率的聯合才構成剩餘可再生能源的釋放。

如果從一開始就用可再生能源發電,則所有傳遞的能量就都是可再生的。為了釋放可再生的能量最多,建議應該盡快使可再生電能變得經濟,並與地源熱泵結合起來。

能量討論可能是有爭議的,但二氧化碳排放量的減少卻很容易證實。舉個例子,當前英國電網和地熱熱泵聯合供暖相對於傳統的化石燃料供暖技術可以減少50%的二氧化碳排放量。這歸功於當前英國電網的聯合。由於目前發電所排放的二氧化碳在減少,所以通過利用地熱熱泵而排放的二氧化碳會更少。隨著利用可再生能源發電,建築供暖將不再需要排放二氧化碳。

如果要計算一下世界范圍內可節約的石油當量和當前地熱熱泵裝機容量所能減少的二氧化碳排放量,則需要有幾個假設條件。如果每年地熱能被利用28000TJ(7800GWh),將此量與30%效率的燃油發電相比,則會節約15.4百萬桶石油,或者2.3百萬噸石油當量,減少700萬噸二氧化碳的排放量。如果我們假想每年同樣長時間的製冷,則這個數字會翻倍。

5 美國的經驗

在美國,大多數系統都是根據高峰製冷負荷設計的,它高於供暖負荷(主要是北方地區),這樣,估計平均每年有1000個小時滿負荷供暖。在歐洲,絕大多數系統是根據供暖負荷設計的,所以經常據基礎荷載設計,另加化石燃料調峰。結果,歐洲的系統每年可以滿負荷運行2000到6000個小時,平均每年2300個小時。盡管製冷模式將熱量灌入地下,它不是地熱,但它仍然節省能量,有利於清潔環境。在美國,地熱熱泵裝機容量能穩定在12%,大多數安裝在中西部地區和從北達科他州到佛羅里達州的東部地區。目前,每年接近安裝50000個熱泵機組,其中46%是垂直閉路循環系統,38%是水平閉路循環系統,15%是開路系統。超過600個學校安裝了熱泵系統進行供暖和製冷,尤其在得克薩斯州。應該注意到這一點,熱泵按照噸(1噸冰產生的製冷量)來分等級,這個噸相當於12000Btu/hr或3.51kW(Kavanaugh和Rafferty,1997)。一個典型的家庭需要的熱泵機組應該是3噸或者是105kW的裝機容量。

美國裝機容量最大的熱泵是在肯塔基州路易斯維爾市的一個賓館。通過熱泵為600個賓館房間、100個公寓和89000m2的辦公區(整個賓館161650m2)提供冷熱空調服務。熱泵利用出水量177l/s、出水溫度14℃的4口水井,提供15.8MW的冷負荷和196MW的熱負荷。消耗的能量是沒有熱泵系統附近相似建築的53%,每月節約25000美元。

6 歐洲的狀況

地熱熱泵實際上可在任何地方既供熱又製冷,可以滿足任何的需求,具有很大的靈活性。在西歐和中歐,直接利用地熱能對眾多客戶進行區域供暖受限於區域的地質條件。在這種情況下,通過分散的熱泵系統採集到處都有的淺層地熱是一個明智的選擇。相應的,在歐洲各個國家,熱泵正在快速增長和發展起來。熱泵系統的市場正在蔓延,從事該項工作的商業公司也在增長,他們的產品已經進入「黃頁」。

歐洲超過20年對熱泵的研究開發為該項技術的可持續性建立了一個完善的概念,還解決了噪音問題,制定了安裝標准。圖3是一個典型的井下熱交換器型熱泵(BHE)。這個系統每輸出1kWh的熱或冷需要0.22~0.35kWh的電能,它比季節性利用大氣做熱源的空氣源熱泵少需要30%~50%的能量。

圖3 中歐家庭中BHE熱泵系統的典型應用,典型的BHE長度大於100m

根據歐洲許多國家的天氣條件來看,目前大多數的需求是供暖,空調很少需要。所以熱泵通常只是用於供暖模式。然而隨著大型商業利用數量的增加,製冷的需要以及這項技術推廣到南歐,將來供暖和製冷雙重功效就會越來越重要。

在歐洲統計熱泵安裝的可靠數量是相當困難的,尤其是個人的利用。圖4是歐洲主要利用熱泵的幾個國家安裝熱泵的數量。2001年瑞典大幅增加的熱泵主要是空氣源熱泵,然而瑞典在歐洲也是安裝地熱熱泵最多的國家(見表1)。總的情況,除了瑞典和瑞士,地熱熱泵的市場擴展在整個歐洲還不太大。

7 德國的經驗

1996年之後,根據熱泵的銷售統計,德國各種熱源的熱泵銷售情況各不相同(圖5)。在經過1991年銷售量小於2000台的低迷後,熱泵的銷售量呈現穩定的增長。地熱熱泵的份額從80年代少於30%上升到1996年的78%,2002年達到82%。而且從2001年到2002年,當德國的房地產由於經濟蕭條正在縮水的時候,地熱熱泵的銷售量仍然有所增長。將來它在市場上仍然有增長的機會,因為有較好技術前景做保證。

圖4 一些歐洲國家熱泵機組的安裝數量對比圖

圖5 每年德國熱泵的銷售數量對比圖

德國地熱熱泵在住宅利用的數量是巨大的,許多小型系統安裝在獨立的房子里,而較大系統用於一些需要供暖和製冷的辦公樓等商業區域。德國的大部分地區夏季的濕度允許製冷不帶除濕,例如冷卻頂棚。熱泵系統就很適合直接利用地下的冷能,不需要冷卻器,它們顯示了非常高的製冷效率,COP能達到20以上。第一個利用井下熱交換器和直接製冷的系統在1987年安裝的,同時該項技術成為一個標准設計選擇。一些最新的德國地熱熱泵的例子Sanner和Kohlsch有文章介紹。

在德國,地熱熱泵已經走過了研究、開發和開發現狀階段,當前的重點是選型和質量安全性。像技術准則VDI4640、合同規范以及質量認證等工作正開始被強制執行來保護工業和消費者,避免質量不合格和地熱熱泵系統無法長期運行等問題。

8 瑞士地熱熱泵的繁榮

地熱熱泵系統在瑞士已經以每年15%的速度快速增長。目前,有超過25000台熱泵系統在運行。來自地下有三種熱能供應系統:淺層水平管(占所有安裝熱泵的比例小於5%)、井下換熱器系統(100~400m深,佔65%)、地下水水源熱泵(佔30%)。僅僅在2002年,就施工鑽孔600000m,並安裝了井下換熱器系統。

地熱熱泵系統非常適於開發到處都有的淺層地熱資源。熱泵系統長期運行的可靠性現在已經通過理論和實踐研究以及通過在幾個供暖季的測試得到證明。季節運行因素已大於3.5。

各種測試和模型模擬證明這種系統可以持續性的吸取熱量。長期運行的可靠性保證了系統可以無故障應用。熱泵系統所配備井下換熱器的合理尺寸也有利於廣泛的應用和選擇。實際上,熱泵系統的安裝在1980年從零開始,經過快速發展,現在是瑞士地熱直接利用里最大的部分。

地熱熱泵系統的安裝自從20世紀70年代末期開始認識以來發展很快,這種印象深刻的增長可見圖6和圖7。

圖6 1980~2001年瑞士地熱熱泵安裝的發展趨勢圖

圖7 1980~2001年瑞士井下換熱裝置和地下水的地熱熱泵系統裝機容量發展趨勢圖

每年的增長非常顯著:新安裝系統的數量以每年大於10%的速度增長。小型系統(<20kW)顯示了最高的增長速度(大於15%,見圖1)。2001年地熱熱泵系統的裝機容量是440MWt,產生的能量為660GWh。2002年施工了大量的鑽孔(幾千個),並安裝了雙U型管的井下熱交換器。井下換熱器的平均深度大約150~200m;超過300m深度的鑽孔也越來越多。平均每米的造價是45美元左右,包括鑽井、下入U型管和回填。2002年,井下換熱器的進尺達到600000m。

熱泵快速進入瑞士市場的原因

熱泵系統在瑞士市場上快速發展的原因主要是那裡除了這種到處都有的地熱以外,在地殼淺層沒有其他地熱能資源。另外,也有許多其他的原因,包括技術上的、環境上的以及經濟上的原因。

技術原因

大多數人口居住的瑞士高原合適的天氣條件:大氣溫度在0℃附近,冬天日照很少,

地下淺層溫度在10~12℃之間,長供暖期。

恆定的地下溫度通過正確選型尺寸,可以提供熱泵最好的季節運行因素和長期使用壽命。

地熱熱泵以分散方式進行安裝,適合於獨立用戶需要,避免了如同區域供暖系統的昂貴的熱分配。

安裝位置在建築物附近(或建築物地下),相對自由,在建築物內對空間的要求也不高。

至少對小型系統來說,不需要進行回灌,因為在系統閑置期(夏天)地下的熱能可以自動恢復。

環境原因

沒有交通運輸、儲藏和運行的危險(與石油相比);

沒有地下水污染的危險(與石油相比);

系統運行可以減少溫室氣體二氧化碳的排放。

經濟原因

環境友好的地源熱泵安裝成本比得上傳統(燃油)系統的安裝(賴貝奇,2001);

比較低的運行成本(與利用化石燃料供暖進行比較,不需購買石油或天然氣,和燃燒器控制);

對環境友好的熱泵,當地給予對用電費用優惠。

二氧化碳的排放稅預計要實施。

進一步快速推廣地熱熱泵的刺激因素是公用事業的「能量合同」。它暗示了利用熱泵的公司以自己的成本設計、安裝、運行和維護地熱熱泵,同時以合同價格賣熱能或冷能給合適的用戶。

盡管絕大多數地熱熱泵是為單獨住宅供暖(生活熱水),但一些新的利用方式正在出現(包括各種井下換熱器系統,聯合太陽能進行熱量採集和儲存、地熱供暖和製冷,「能量堆」)。對於每2km2一台機組,它們的地區密度是世界上最高的。這保證了瑞士在地熱直接利用方面是有優勢的(在世界上前五個國家中人均裝機容量)。相信瑞士的地熱熱泵在相當長的一段時間內會興盛下去。

9 英國的地熱熱泵

在英國,路特·開爾文努力發展了熱泵理論,但利用熱泵進行供暖卻進展緩慢。第一個安裝地熱熱泵的記載要追溯到1976年夏天。小型閉路系統的先鋒設置是在90年代初期蘇格蘭的住宅進行安裝的。英國花了很長時間發現為什麼到目前為止在英國該項技術要落後於北美和北歐。首要的原因是相對溫暖的天氣、房屋材料的保溫性較差、缺少適合的熱泵機組和與天然氣龐大管網的競爭。

在20世紀90年代中期,通過吸取加拿大、美國和北歐地區利用熱泵的經驗教訓,英國的地熱熱泵開始緩慢發展。他們利用很長時間確定合理的技術來適用於本國的住宅材料,以及克服英國特有的各種問題。另外的一個難題就是英國的地質條件復雜。

過去的兩年時間里,熱泵已經被公認在幾個英國政策里扮演著重要的角色,例如供熱保障程序、可再生能源以及能源效率目標。

在英國,很少人知道其實熱泵系統比起傳統的那些系統可以大量減少二氧化碳的排放。利用英國電網的地熱熱泵系統將會立刻減少40%~60%的二氧化碳排放量。隨著英國電網在將來幾年變得越來越清潔,長壽熱泵的排放量也會進一步下降。建築師和發展商發現新的建築評價標准正開始考慮二氧化碳這個新參數。

從非常小的起步,目前地熱熱泵系統已經出現在整個英國,從蘇格蘭到Cornwall。私人建築家、房地產商和建築協會現都成為這些系統的消費者。室內安裝熱泵系統一般在25kW到2.5kW之間,主要選擇各種水對水和水對空氣的熱泵,安裝在幾種不同地質條件的地區。

最近宣稱有撥款計劃(清潔天空項目)會幫助建立該項技術的部門鑒定,會建立可信的安裝隊伍、技術標准以及適用於英國室內的熱泵。隨著去年英國主要的用戶發起了熱泵安裝發展到1000家的活動,希望對於該項技術的興趣能夠快速增長,同時希望在將來幾年能夠大量涌現出室內地熱熱泵安裝的成功案例。

另一個利用地熱熱泵的重要領域就是供暖和製冷都需要的商業和公共建築。2002年國際能源協會熱泵中心安排了首批國家級研究,對熱泵可能減少二氧化碳的排放量進行研究(IEA,2002)。其中第一個就是在英國展開的,研究結論是熱泵系統應用於辦公室和小商店效果最好。第一個不在室內安裝的熱泵僅25kW,是在Scilly的Isles的健康中心。這個系統在接下來的2000年到今天得到迅速發展,設備尺寸和型號目前已經達到300kW。

熱泵的利用已經發展到學校、單層或者多層的辦公樓和展覽中心。顯著的一個例子就是Derbyshire的國家森林展覽中心、Chesterfield、Nottingham、Croydon地區的辦公樓以及Cornwall的Tolvaddon能源公園。一個大型的系統已經在Peterborough地區的新宜家銷售中心進行安裝。這些系統的安裝採用了各種各樣的類型,有簡單利用地板供暖的,反循環熱泵供暖和製冷的,也有復雜的整合機組同時進行供暖和製冷的。單獨的或者是混合的配置都已經被採用,包括利用大型地下水平循環和其他相互聯系的鑽孔網。

10 瑞典的地熱熱泵

20世紀80年代初期,地熱熱泵在瑞典開始盛行。到1985年,已有50000台熱泵機組被安裝。隨後較低的能源價格和技術質量問題使熱泵市場萎縮,在接下來的10年裡,平均每年安裝2000個熱泵機組。1995年,由於瑞典政府的支持和補貼,公眾對地熱熱泵的興趣開始增強。根據佔住宅銷售市場約90%的瑞典熱泵機構(SVEP)統計的銷售數據顯示,2001年和2002年大約有27000個熱泵機組被安裝(見圖8)。因此,安裝的機組數量估計達到200000台。

目前,熱泵是瑞典小型住宅區最流行的採用液體循環的供暖方式,由於當前的油價,它替代了燒油;由於電費高昂,它又替代了電;由於方便而替代了木炭火爐。直接利用電加熱的發展速度已相當減慢。除了住宅方面,還有一些大型的系統安裝(包括閉路和開路循環)用於區域供暖網。所有熱泵機組平均輸出的熱能估計大約10kW。

瑞典地熱熱泵的安裝通常建議占標稱負荷的60%,即每年大約3500~4000個小時滿負荷運行。整合在熱泵里的電加熱器提供剩餘的負荷,有將熱泵負荷增加到80%~90%的趨勢。大約80%的熱泵採用的是垂直類型(鑽孔類型)。在住宅里,鑽孔的平均深度大約125m,水平類型平均循環長度大約350m。開式、充滿地下水的單U型管(樹脂管,直徑40mm,壓力正常6.3bar)幾乎用於所有的熱泵安裝。當熱量需要被回灌入地下時,雙U型管有時候被採用。熱反應測試已經顯示自然對流在充滿地下水的鑽孔中比填滿砂(礫石)的鑽孔熱交換更強烈。地源熱泵的盛行已經使人們逐漸關注相鄰鑽孔之間長期熱影響的問題。

圖8 每年瑞典熱泵銷售數量對比圖

用於客戶住所的大型系統正在變得越來越流行。用來製冷的垂直式安裝正在占據市場,但在住宅方面仍然沒有引起人們的興趣。在商業和工業上製冷的需求為地熱熱泵打開了一個嶄新的市場。

熱泵技術上的發展有由渦輪式壓縮機逐漸代替活塞式壓縮機的趨勢,它的優點是運行平穩、設計簡潔。另外人們對各種容量控制也產生了興趣,例如在同一個機組里分別安裝一個小型壓縮機和一個大型壓縮機,夏天,生活熱水可以通過小型壓縮機來供給。絕大多數進口的熱泵利用的工質是R410A。瑞典生產商仍然利用的是R407C,但有向R410A轉變的趨勢,還有的對丙烷也感興趣。目前正在研究利用極少量的工質來組建熱泵。一些生產商通過利用廢氣和土壤作為熱源的熱泵搶占市場。廢氣可以被用來預加熱從鑽孔開采出來的熱運移流體,或者熱泵閑置時灌入地下。

在大型鑽孔型熱泵系統里,為了確保系統長期運行,不得不考慮地下熱能的平衡。如果主要是滿足熱負荷,則在夏天必須向地下回灌熱能。自然界的可再生能源,如室外空氣、地表水和太陽能都應該被考慮。在Nasby公園,在建築物下面安裝了一套系統,施工了48個200m深的鑽孔,利用400kW的一個熱泵基本提供熱負荷,每年運行6000個小時。夏天,從附近的湖引來的地表溫水(15~20℃)通過鑽孔灌入地下。

11 挪威的例子

在奧斯陸的Nydalen,180個基岩井將會是給一個接近20萬m2的建築進行供熱和製冷的關鍵。這是歐洲這種類型的系統里最大的項目。

一個能量供應站將為Nydalen的這個建築供暖和製冷。通過利用熱泵和地熱井,熱能既可以從地下採集,也可以將能量儲存地下。夏天,但有製冷需要時,熱能可以灌入地下。基岩的溫度可以從平常的8℃上升到25℃。在冬天,熱能可以用來供暖。供暖的輸出功率是9MW,而製冷是7.5MW。與電、石油和天然氣供暖相比,每年供暖的成本可以減少60%~70%。供暖和製冷的聯合調用確保了能量站的高效利用。

這個項目最獨特的地方是地熱能量儲藏。這里的180個井,每個都深200m,可以提供4~10kW能量。整個儲熱基岩的體積是180萬m3,主要在建築物的下面。塑料管形成封閉環路,用來傳遞熱能。

該項目總投資是6千萬挪威克朗(相當於750萬歐元)。這比起傳統方式(即沒有能量井和收集裝置)多投資1700萬挪威克朗。然而,每年購買的能量減少約400萬挪威克朗,項目還是有利潤的。這個項目由政府實體Enova SF和奧斯陸能源基金撥款支持了1100萬挪威克朗。

能量站按計劃在2003年4月開始建設,包括施工一半的基岩井。剩下的井可能安排在2004年的建設中。

該項目的細節可以在項目組www.avantor.no和熱能儲存www.geoenergi.no兩個網站上查詢。

結論

地熱熱泵是一個剛興起的技術,有能力利用地下巨大的可再生貯存能量,提供高效率的供暖和製冷。它們正逐漸被認為是替代化石燃料的一種選擇,在許多國家,它們在對建築進行供暖和製冷時可以極大地減少二氧化碳的總排放量。相信安裝熱泵系統的數量和國家都會快速增長起來。

參考文獻(略)

❺ 世界上哪個國家地熱資源最廣

冰島是世界上地熱資源最豐富的國家,全國共有250個地熱區,熱能蘊藏量巨大,如全部加以利用,每年可發電800多億度。奈斯亞威里爾地熱區是冰島能量最為巨大的海恩吉爾火山地熱區的一部分。奈斯亞威里爾地熱電站是雷克雅未克能源公司在奈斯亞威里爾附近高溫地熱區建立的一座集發電和熱水生產功能於一身的地熱電站。該電站目前有三台發電機組,總裝機容量9萬千瓦;熱水生產能力為每秒1100升。
85%的冰島人口利用地熱取暖。首都雷克雅未克全部利用地熱,一部分熱水是從城裡的井裡提取的,一部分來自首都北邊的地熱區。熱水的溫度有攝氏80至140度,是經由一條很長的管道輸送到城裡,然後與回收水合在一起,水到達屋內仍有75至80攝氏度。而首都雷克雅未克在冰島語的意思就是蒸汽海灘」。事實上,冰島移民第一個注意到的就是從位於該市中部「溫泉谷」冒起來的蒸汽,冰島第一個熱水井就在是在這里。雷克雅未克的婦女很早就開始在那兒洗衣服。
冰島國際飛機場南邊20公里斯瓦塔森吉(Svartsengi)熱水供應發電廠。斯瓦塔森吉熱水供應廠用1000米深的高溫蒸氣井將涼水加熱, 然後供應給周圍的鎮和村莊。蒸汽凝結的熱水被輸送到藍湖裡,給游覽人帶來歡樂。該廠也使用汽輪機發電。靠近國會湖南邊也有新的給首都供熱的工廠,叫奈斯雅維里爾(Nesjavellir),運作模式與前者相同。
冰島有世界著名的自然間歇噴泉,名叫蓋錫爾(Geysir),意思是爆泉,在現在英語中已成為所有的間歇噴泉的名詞。旁邊有每幾分鍾噴20多公尺高的間歇噴泉,名字的意思是大間歇噴泉。歐洲著名的黃金瀑布位於蓋錫爾北面10公里處。它是冰島人最喜愛的瀑布。
冰島經常發生火山爆發,在今年2月26日海拔1491公尺的海克拉火山,是冰島境內最著名的火山,在蟄伏了將近10年後,又噴出了滾燙的熔岩,並且有大量濃煙從火山口冒出,直上雲霄,景象十分壯觀。海克拉火山正好位在冰島東部和南部兩大斷層的接合地帶,根據文獻記載,在過去的1100年當中,海克拉火山一共爆發了17次,是一座活動相當頻繁的火山。事實上,另外在爆發溫泉區南邊有一個火山口,裡面有一個湖,這火山口的名字叫巨盆。在此地很多雷克雅未克人蓋了小房子, 是他們在歲末和放暑假時住的。離巨盆不遠有個叫溫泉城 (Kopvogur) 的鎮,那裡矗立著一排排暖房。而從溫泉城到雷克雅未克開車只要45分種。
在首都雷克雅未克,一年內用五千萬多噸熱水,相當於每個人每年省下了兩噸石油的能源量,而農村的教育中心一般設在地熱比較豐富的地方,這樣建溫室和游泳池容易一些。另外,冰島游泳池大多數是室外的,一年四季都可以在溫暖的水裡游泳。冰島地底蘊藏的火山資源,讓藍湖 (Blue Lagoon) 的溫泉一年四季不曾缺,從70年代開始就是深受當地人喜愛的泡湯勝地,從當初簡陋的硬體環境,到最近全新裝修完成的新藍湖(Blue Lagoon)溫泉海岸,以融合在地特色的簡練現代風貌贏得國際市場的注目,為冰島政府賺進不少外匯。新藍湖(Blue Lagoon),加入不少新的硬體設施,宛若現代主義美學的博物館,在深色原木、玻璃和當地盛產的火山岩(Lava)石材的組合下,營造出極為特殊的泡湯氣氛。針對冬天或氣候不佳設計的室內溫泉池,挑高的空間搭配高達7公尺的大面落地玻璃,將溫泉海岸空曠的感覺帶進室內。藍湖(Blue Lagoon) 的海水受到地底火山形成礦物質的影響,水的顏色像是可爾必思式的乳藍色,四周一片白皚皚,水面上永遠飄浮著濃密的水蒸氣,泡在溫熱的海水中,望著附近的景色,不正是一幅北歐版本的露天風情。除了單純的泡湯之外,藍湖(Blue Lagoon)也有桑拿浴、SPA和數種個人療程,由火山運動產生的特殊礦物質,根據科學研究報告有益皮膚保養,藍湖(Blue Lagoon)也不客氣地充分利用老天給予的寶藏,還推出自己品牌的化妝品 - Geothermal Skin Care,不但在當地買得到,現在連藍湖(Blue Lagoon)的網站亦可在線購物。冰島地處亞歐板塊與美洲板塊交界處,兩大板塊的交界線從西南向東北斜穿全島。活躍的地殼運動、復雜的地形地貌造就了冰島豐
富的地熱資源。不僅是首都雷克雅未克,冰島全國四處都可見極富利用價值的地熱井。按照地熱資源的分布,冰島全國共有250個低溫地區和20多個高溫地區。如果地下1000米左右的水溫低於150攝氏度,就屬於低溫地區。全國多數有地熱資源的地區都屬於這一類型。反之,如果該深度的水溫高於200攝氏度,就屬於高溫地區。高溫地區大多分布在貫穿全國的火山帶上。雷克雅未克地區就屬於這一類型。早在20世紀初,雷克雅未克市政府就開始有計劃地使用地熱資源為城市供暖。到了1970年,雷克雅未克的幾乎所有住宅都用上了廉價的取暖和洗浴熱水。而隨後的能源危機使地熱資源的應用更為廣泛。現在首都地區居民已全部實現了地熱供暖和發電。而全冰島85%的住宅都是利用地熱資源集中供暖的。雷克雅未克市地區有50多個地熱井。主要都是由該市能源公司運營的。該公司經營著世界上最大也是最成熟的地熱供暖系統。而其最主要的發電廠,就是地處亨吉爾山區的奈斯亞威里爾地熱電站。該地區距雷克雅未克市約30公里,是一個非常活躍的地震帶,也是冰島能量最多的地熱區之一。電站共有20眼地熱井,井深在1100—2000米之間,地下水溫最高可達380攝氏度。該電站集發電和供暖於一身,目前擁有兩台發電機組,總裝機容量為6萬千瓦,熱水生產能力為每秒1100升。電站生產分為集熱發電和冷水加熱三個步驟。從地熱井裡抽上來的是高溫地熱水和水蒸氣,經分離,其中的蒸汽先帶動渦輪機發電,然後再將提取的低溫湖水加熱到60攝氏度至70攝氏度;剩下的熱水用作對湖水進行第二次加熱。當水溫升到85攝氏度至90攝氏度時,再通過直徑90厘米的管道輸送到市區。由於採用了性能良好的隔熱材料,熱水在長距離傳輸中溫度僅下降2攝氏度。這歸功於傳送管使用的一種特殊保溫材料,這種材料是冰島人從火山熔岩中提煉出來的。包括奈斯亞威里爾地熱電站在內,雷克雅未克周圍有3座地熱電廠,為28.6萬冰島人提供熱水和電力。除了建築供暖和發電外,冰島人還善於提高地熱資源的使用效率,包括進行溫室蔬菜花草種植、建立全天候室外游泳館、在人行道和停車場下鋪設熱水管道以加快冬雪溶化等。還在雷克雅未克市南部海岸開辟游泳勝地,將地熱水大量排入,以提高水溫。近年來,冰島各地政府都十分重視環境保護,環境因素是各級政府決策時必須考慮的重要因素。冰島有地熱的地方都已先後建起了地熱供暖工程。與燃煤或燃燒石油相比,利用地熱資源時的二氧化碳排放量微乎其微。由於地熱資源的廉價、清潔,自1975年冰島大規模使用地熱資源後,石油等能源進口大大減少,二氧化碳等溫室氣體排放量提前幾十年就已達到了國際標准。冰島現在已成為世界上最干凈的國家之一,並計劃在不久的將來,成為世界上第一個全部使用可再生的清潔能源的國家。

❻ 英國海洋能資源豐富的自然原因

英國屬溫帶海洋性氣候。英國受盛行西風控制,全年溫和濕潤,四季寒暑變化不大。植被是溫帶落葉闊葉林帶。通常最高氣溫不超過32℃,最低氣溫不低於-10℃,平均氣溫1月4~7℃,7月13~17℃。年平均降水量約1000毫米。北部和西部山區的年降水量超過2000毫米,中部和東部則少於800毫米。每年二月至三月最為乾燥,十月至來年一月最為濕潤。英國終年受西風和海洋的影響,全年氣候溫和濕潤,適合植物生長。英國雖然氣候溫和,但天氣多變。一日之內,時晴時雨。

❼ 世界地熱能利用

估計整個地球的地熱資源約有252×108萬億千卡,主要以蒸汽、熱水和乾熱岩的形式出現。其開發有採暖和發電兩種形式。地熱能是一種清潔、安全、高效的發電能源,目前已約有幾十個國家開發利用地熱能。在1983年,世界上已有約130個以上的大中型地熱能發電站,總發電能力達470萬千瓦以上,其中美國最多(約佔43%),其次順序是菲律賓、墨西哥、義大利、日本和紐西蘭等。問題在於打鑽的成本較高,例如英國2000年開發相當於總發電能力1%~2%的地熱能資源,僅打鑽即要耗資20億美元。冰島是利用地熱的典型國家,已有40%的居民利用地熱取暖,冰島首都在20世紀40年代就實現了天然暖氣化,是世界上最清潔的城市之一。

❽ 地熱資源和什麼因素有關

冰島的地熱資源多的原因主要是因為冰島地處亞歐板塊與美洲板塊交界處,兩大板塊的交界線從西南向東北斜穿全島。活躍的地殼運動、復雜的地形地貌造就了冰島豐富的地熱資源。不僅是首都雷克雅未克,冰島全國四處都可見極富利用價值的地熱井。按照地熱資源的分布,冰島全國共有250個低溫地區和20多個高溫地區。如果地下1000米左右的水溫低於150攝氏度,就屬於低溫地區。全國多數有地熱資源的地區都屬於這一類型。反之,如果該深度的水溫高於200攝氏度,就屬於高溫地區。高溫地區大多分布在貫穿全國的火山帶上。所以目前冰島的地熱資源的利用率是在前世界居前位的,並且冰島的地熱資源的發電量佔全國電站發電量的70%左右所以說冰島是生存在地熱上的國家也不為過。

❾ 地熱資源主要來源於哪裡

地熱資源是世界上最古老的能源之一。據測算,地球內部的總熱能量,約為全部煤炭儲量的1.7億倍。每年從地球內部經地表散失的熱量,相當於1000億桶石油燃燒產生的熱量。地球本身像一個大鍋爐,深部蘊藏著巨大的熱能。在地質因素的控制下,這些熱能會以熱蒸汽、熱水、乾熱岩等形式向地殼的某一范圍聚集,如果達到可開發利用的條件,便成了具有開發意義的地熱資源。

地熱主要來源於地球內部放射性元素蛻變放熱能,其次是地球自轉產生的旋轉能以及重力分異、化學反應,岩礦結晶釋放的熱能等。在地球形成過程中,這些熱能的總量超過地球散逸的熱能,形成巨大的熱儲量,使地殼局部熔化形成岩漿作用、變質作用。

❿ 地熱資源是怎樣形成的

地球內部有巨大的熱能,僅按目前可供開採的地下3千米范圍以內的地熱資源計算,就相當於2.9萬億噸煤炭資源。地下熱能的總量約為地球上貯存全部煤的能量的1.7億倍。地球內部的熱能,是地球在漫長的演變過程中積累起來的。地球在演化過程中所積累的能量,有外來能和地球本身的內能,起主導作用的是岩石中所含的鈾、釷、鉀、錒等放射性元素,在衰變過程中所產生的熱能。

地表以下分散的地熱資源在一定的地質條件下富集起來,就形成了可以利用的地熱資源。地下溫度隨著深度的加深而逐漸增高,在常溫層以下,平均每深100米,溫度增高3℃,在地殼15千米以下,地熱增溫率逐漸減小。因此當地表水下滲受熱,或是地下水與地下熾熱的岩體相接觸,就變成地下熱水或蒸汽。如果地下熱水沿著斷層或裂隙上升到地表,就形成了溫泉、熱泉、間歇泉、沸泉和熱水湖等多種地熱資源。

地殼中地熱資源的分布是不均勻的,但分布是有規律的。世界上已發現的高溫地熱區,絕大多數分布在環太平洋帶和地中海至喜馬拉雅帶的板塊構造邊緣地帶。這些地帶地殼不穩定,地殼內部的熱能易從這些薄弱地帶傳到地表,因而地熱能比較豐富。我國已發現的溫泉有2600多處,其中西藏有水熱活動區600多處,地熱資源很豐富。我國東南沿海和西藏、雲南一帶,有許多溫泉和熱泉,是地熱資源豐富的地區。我國東南沿海,包括台灣省在內,是屬太平洋地熱帶,而我國的西藏和雲南等地,是屬地中海至喜馬拉雅地熱帶。

西藏羊八井地熱發電站