⑴ 人類是如何開發、利用地熱資源的在開發過程中會遇到哪些難題(成本高)
主要用於發電、取暖,冰島有少數地方用於做飯。
開發的成本其實不是最大的問題,環境才是大問題。地熱是放射性元素衰敗產生的熱量,所以很可能把地下的放射性物質帶出來。 自從福島核事故後,大家對輻射就格外敏感。
地熱開發必然破會地層,而且破壞很深。可能引發地質災害。
⑵ 地熱是怎樣利用的
地熱利用就是指對地熱水或地熱蒸氣能量的利用。最廣泛的是對地熱直接利用,目前世界上地熱直接利用總量已達8228兆瓦。其中用於冬季取暖的佔33%,溫室種植佔12%,溫室養殖佔13%,洗浴佔15%,工業利用佔10%。此外還用於農業乾燥、融雪等。
位於大西洋北岩靠近北極圈的冰島,冰島顧名思議它是一個冰冷的島國,那兒氣候嚴寒,85%的居民都利用地熱取暖,居世界首位,全國消耗的熱能80%來自地熱。
我國地跨世界兩大地熱帶,地熱資源豐富。已探明的地熱能儲量約相當4626億噸標准煤燃燒時所產生的熱量,而目前已被開發利用的還不到十萬分之一,潛力很大。僅溫度在100℃以下的天然的地熱泉就達3500多處。在西藏、雲南和台灣等地,還有許多溫度超過150℃以上的高溫地熱資源。我們的祖先早在2000多年前就利用溫泉洗浴醫病和灌溉農田。
我國除利用地熱發電,還利用地熱採暖。目前我國天津地區已有地熱採暖面積約320萬平方米,年節約煤約9萬噸。西安市地熱採暖面積已達10萬平方米。另外,利用中低溫地熱供暖的地區還有河北、遼寧、山東、河南、山西等地。全國地熱供暖面積已超過500萬平方米,廣泛應用地熱對於保護環境無疑是一種有力措施。
地熱還可以修造各種溫室,比如說我國有蔬菜溫室、花卉溫室、蘑菇溫室等。在西藏高原的寒冷季節,用地熱水供熱的溫室里,西紅柿、黃瓜果實累累,生趣盎然。另外,還利用地熱溫室培育出優良的高產水稻雜交品種。
利用地熱溫室還能培育珍貴樹種;培育蘋果苗可以縮短育苗期;地熱溫室培育的葡萄能長年結果。
地下熱水還可以用來發展水產養殖。羅非魚、甲魚、鰻魚、石斑魚及許多熱帶魚等,在地熱水產養殖場里游來游去。它們在北京也能安全過冬。
地下熱水在紡織、乾燥、造紙、機械、木材加工、製革等行業中都有應用。
我國北京是當今世界上6個開發利用地熱能較好的城市之一。目前,北京的地熱資源已得到廣泛利用。用於取暖的面積已達30多萬平方米,年節約煤約2萬噸。還用地熱溫室種植蔬菜,以及用地熱水育秧。北京還有地熱泉50多處,日洗浴6萬多人次。
地熱是一個巨大的寶庫,聰明的人類正在積極利用地熱資源,讓它更好地為人類服務。
⑶ 地熱資源開發問題
20世紀60年代以來,勝利油田在三角洲地區探出較多的自流地熱井,但現在利用的較少,且利用面較窄。近幾年,隨著地方經濟的發展,各地政府及各企事業單位也不斷投資地熱資源的開發,並打出幾眼地熱井,下面對區內已有的地熱井的利用情況作一簡單介紹。
沾1井位於沾化縣城東側,成井於2000年,館陶組為熱儲層。成井深度1160.00m,成井時靜水位高出地面8.0m,自流量300m3/d,抽水51.6m降深時流量為1680m3/d,井口水溫63.5℃。屬Cl—Na型水,礦化度9.7~9.9g/L(兩次測試結果),地熱水中富含微量元素。現該井尚未利用,據了解,該井處擬建一溫泉賓館,集休閑、娛樂、保健於一體。
建4井位於天鵝湖水庫西側,成井於1988年,東營組為熱儲層。取水段1330~1480m,現該井井口水溫53℃,抽水46.8m降深時流量為1339m3/d。水化學類型為Cl—Na型,礦化度21.09g/L,富含多種微量元素。近年來建成天鵝湖度假村,服務項目包括溫泉洗浴、休閑娛樂、溫泉理療等,自建成以來經濟效益可觀。
沾23井為寒武系-奧陶系熱儲層。現井口水溫48℃,自流量44.88m3/d,該井被一農戶承包,主要用於養殖熱帶魚類——羅非魚,同時採取天然氣,用於生活,見彩圖28A。
沾6井位於沾化縣徒駭河農場。現井口水溫38℃,自流量132.5m3/d,現該井主要用於溫泉洗浴及治療皮膚病,建有徒駭河農場溫泉醫院,見彩圖28B。
孤古1位於勝利油田孤島指揮部,成井於1972年,奧陶系為熱儲層。取水段為1500~1777m,成井時井口水溫86℃,Cl—Na型水,富含微量元素。現該井已不自流,利用抽油機抽水,出水量較小,孔口水溫38℃,已建成孤島療養院。由於地熱水中富含硫,現在主要用於治療各種皮膚病,但因地處偏僻,人口較少,尚未完全發揮作用,見彩圖28C。
陳10井熱儲層為寒武系—奧陶系與館陶組混合水。取水段為1471.0~1490.2m,成井時自流,水溫75℃。建成後主要用於熱帶魚類養殖採暖,建有一大型養殖場,但近兩年該井不能自流,且無相應的提水設備,養殖場關閉,該井現已閑置。
本區內地熱資源具有分布廣、水量大、水質較好、溫度適中(且不同等級並存)(表9-1)、開發潛力大的特點,具有良好的利用前景。可用於供熱取暖、溫泉洗浴、醫療保健、溫池游泳、溫室種植、熱水養殖、魚類越冬等方面。在能源緊缺的今天,大力開發地熱資源,對於緩解能源緊張、減少環境污染,促進經濟的可持續發展具有重要意義。
表9-1 適於利用的地熱溫度表Tab.9-1 Suitable temperature of geo-thermal utilization
從水化學條件分析,區內地熱水均為鹹水,不能飲用,且部分地熱水對金屬管道具有腐蝕性,在開發利用時應進行處理或作為換熱水利用。地熱水按溫度分級為低溫地熱資源的溫熱水和熱水,且富含對人體健康有益的微量元素,使地熱水的利用更有前途,其開發利用更具有廣泛的經濟效益和社會效益。
黃河三角洲地區,凹陷內的館陶組和東營組熱儲層埋深小於1500m及義和庄凸起內的館陶組與寒武系—奧陶系,按地熱資源溫度分級應屬低溫地熱資源的溫熱水,即溫度一般小於60℃,當在此范圍內取水時,其主要利用方向應定位於醫療保健、溫泉洗浴、溫室種植及熱水產養殖等方面,其他凸起區的館陶組與寒武系—奧陶系、凹陷內館陶組與東營組熱儲層埋深大於1500m時,其熱儲層水溫一般大於60℃,按地熱資源溫度分級應屬低溫地熱資源的熱水,可用於採暖、工藝流程、熱水養殖等方面。
對於區域地熱資源的開發,根據地熱地質條件由好到差的順序並結合位置因素,依次分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類開采區。
1.一類開采區(Ⅰ)
(1)東營開采區(Ⅰ1)
該區以東營市西城區北側為中心,西起辛店、東到辛安水庫西側,呈近東西向條帶狀分布,寬約6km。該開采區地處東營市區附近,交通便利,位置優越,經濟發達,開采深度適中。該區館陶組、東營組砂層厚度均較大,若以採暖為目的,應考慮開采東營組熱水,但成井深度要大於1500m。館陶組可獲得低溫地熱資源中的溫熱水,用於醫療保健、溫泉洗浴、溫室種植、水產養殖等。
(2)牛庄—六戶開采區(Ⅰ2)
該區位於東營市西城區南側,西起鹽垛、東到沙營、南部以牛庄—六戶為界。該區距東營市區較近,砂層厚度較大,埋藏條件適中,是較理想的開采區。館陶組砂層厚度大,水量較豐富,是該區優先考慮的開采層,其次考慮東營組。
(3)沾化—汀河開采區(Ⅰ3)
該區位於沾化縣城以西至利津縣汀河一帶。館陶組砂層厚度較大,成井深度1100~1200m,即可獲得60℃左右的熱水;寒武系—奧陶系熱儲埋深較小,水溫較高,在斷裂構造有利部位施工地熱井,出水量較大。
(4)孤島開采區(I4)
該區位於勝利油田孤島指揮部(孤島凸起)。該區開采目的層有三層,自上而下為館陶組、東營組和寒武系—奧陶系,且蓋層地溫梯度大於4℃/100m,熱儲層熱水溫度較高,可根據不同用途進行不同層位的開發。
2.二類開采區(Ⅱ)
(1)東營—牛庄開采區(Ⅱ1)
該區位於Ⅰ1、Ⅰ2類開采區外圍東營—牛庄一帶。與Ⅰ1、Ⅰ2類開采區相比,館陶組、東營組砂層厚度變小,水量減小,而開采深度、熱儲溫度相近。
(2)河口開采區(Ⅱ2)
該區以河口區為中心,向東北呈扇形狀。館陶組、東營組地層厚度、砂層厚度較大,但埋藏較深,開采成本高。館陶組成井深度應在1500m以上,可獲得70℃左右的熱水;東營組成井深度1800m以上,可獲得80℃左右的熱水。
(3)沾北開采區(Ⅱ3)
該區位於沾化縣城以北,義和庄凸起南側,沾化凹陷西端。該區館陶組砂層厚度較大,東營組小於50m。開采目的層應主要考慮館陶組,成井深度1300~1400m為宜,並可獲得60℃左右的熱水。
(4)郭局子開采區(Ⅱ4)
該區位於工作區西北部,義和庄凸起北側,位置偏僻。該區館陶組砂層厚度大,東營組在新戶—興合村以南缺失,地熱資源量豐富,但位置偏僻。開采目的層應首先考慮館陶組,開采深度1300~1500m,水溫60℃左右。
(5)黃河農場開采區(Ⅱ5)
該區位於工作區東部,陳家莊凸起以北,黃河入海口南側。該區館陶組、東營組砂層厚度大,頂板埋深淺,地熱資源豐富,但位置偏僻。
3.三類開采區(Ⅲ)
(1)廣饒開采區(Ⅲ1)
該區位於工作區南部廣饒凸起帶上。該區熱儲埋深雖小,但蓋層地溫梯度大,一般4.5℃/100m,局部大於5℃/100m,熱水溫度40~50℃,仍具有開發利用價值。
(2)義和庄開采區(Ⅲ2)
該區位於工作區西北部義和庄凸起帶上。該區蓋層地溫梯度4~4.5℃/100m,推測熱水溫度55~77.5℃,但出水量不大,且位置偏僻。
(3)埕東開采區(Ⅲ3)
該區位於工作區北部埕東凸起帶上。該區蓋層地溫梯度5℃/100m左右,熱儲埋深較大,推測熱水溫度90℃。
4.四類開采區(Ⅳ)
(1)東營凹陷區(Ⅳ1)
東營凹陷內前三類開采區及開發利用條件較差區以外的區域均劃為四類開采區。該區開采層主要為館陶組,但砂層厚度小於100m,出水量較小,熱水溫度小於60℃,而東營組或缺失,或厚度很小,不具備開采價值。
(2)沾化凹陷區(Ⅳ2)
該區位於沾化凹陷中部。館陶組、東營組砂層厚度均小於100m,且東營組頂板埋深一般大於1500m,開采成本高。
⑷ 我國地熱資源最佳開發模式
實現地熱資源的綜合高效利用,應遵循開發與保護並重的原則,制定科學的地熱開發資源規劃方案,優化地熱井布局,開以市場為導向,利用新技術走集約化道路,極大地提高地熱利用率,以解決地熱資源的可持續發展問題。 創建地熱資源勘查評價新模式 地熱資源的勘查評價是地熱資源規劃的前提條件。由於地熱資源的復雜性、特殊性、不確定性以及主觀操作的問題,使地熱資源勘查投入大、時間長,同時具有較大的風險,可能造成一些地熱田和部分地熱井廢棄。為此,應尊重市場經濟規律,將市場需求與地熱資源勘查評價工作有機地結合起來,以需求帶動勘查,勘查服務需求,形成相互依賴、相互促進的良性循環關系。 依據動態數據規劃控制分區,實行總量與強度雙控 地熱水大量開采引起的熱儲層水位大幅度下降,會形成水位下降漏斗區,造成地熱水資源短缺。而加強地熱水的動態監測是保證地熱水持續、穩定開發,科學管理和有效保護的基本手段,它具有監控面廣、連續性強等特點。在地熱資源規劃中,應以地熱水的動態監測數據為依據,打破行政區域界限,規劃資源控制分區,對不同的分區分別進行合理開發保護、深入開發利用、勘探研究以及地熱資源普查和地熱資源遠景調查等。在各規劃分區中,按照地熱水動態水位的變化,分別制定其地熱水開采強度指標和地熱水年開采總量指標,實行動態管理。 推廣集約化新技術,提高地熱利用率 解決地熱資源的可持續發展問題,一個重要途徑就是提高地熱能利用的集約化水平,極大地提高地熱利用率。在富熱地區,開發梯級高效利用集約化技術,降低地熱尾水排放溫度,提高資源利用率,解決環境熱污染問題。基本原理為:開采出來的地熱水第一梯次是經過換熱器換熱後供散熱器採暖用戶採暖,第二梯次是將散熱器採暖系統的排水供地板輻射採暖用戶採暖。從兩梯次之間提取部分排水作為生活熱水使用。由第二梯次系統排出的地熱水,進入熱泵機組進行溫度的提升後再供地板輻射採暖用戶採暖。梯級高效利用集約化技術可將地熱利用率提高到90%以上。在多熱源地區,開發多熱源耦合供熱集約化技術,解決各單一熱源負荷量小,經濟性差,容易造成資源浪費的矛盾。基本原理為:將流量較小的地熱水與流量與其他熱源(如熱電廠的蒸汽冷凝水)熱混合後供散熱器採暖用戶採暖,回水以串聯方式再供地板輻射採暖用戶採暖。地板輻射採暖系統的回水將熱泵機組提溫後再供地板輻射採暖用戶採暖。蒸汽冷凝水屬於純水,故可與地熱水一起回灌到地下,增加地熱回灌率。在貧熱地區,開發混合水源聯動運行空調集約化技術,解決單一水源與工程建設需求不相匹配的矛盾。基本原理為:因地制宜採用地熱水、城市中水、湖水等多種水源分別作為同一水源熱泵空調系統的冷、熱源,從中提取冷量和熱量,冬季供暖,夏季製冷,同時還可以供應生活熱水等。此外,根據生物對溫度的不同需求,將地熱水供熱系統進行梯級利用工藝設計,使各個暖棚內形成不同的溫度效應,實現生物梯級溫度需求與地熱梯級利用的耦合。 開發與改造並舉,持續優化布局 由於歷史原因,一些既有地熱井存在布局不合理、地熱生產井密度過大等歷史遺留問題,要有計劃地進行技術改造和結構調整,不斷地進行布局優化,以很小的改造費用,換取最大的效益。對於密度過大的地熱生產井,要進行分析評價,將其中的一些生產井改造為回灌並、備用井及監測井等,實行采灌平衡。對於熱儲層容易失水沉降的地熱生產井(如熱儲層為上第三系的地熱井),應實行采灌平衡,保持熱儲層壓力,或將其改造為基岩地熱生產井。對於布局不合理,不進行回灌的地熱井,應根據實際情況,因地制宜地進行改造。
⑸ 什麼是地熱,我國地熱資源開發是怎樣的呢
地熱屬於自然資源可再生資源,地熱能來自地球內部很深很深的地方 ,地熱能源十分豐富 ,溫泉就是地熱能的一種呈現形式國是最早一批開發水熱能的 國家
⑹ 地熱能的開發怎樣利用
我們居住的地球,很像一個大熱水瓶,外涼內熱,而且越往裡面溫度越高。因此,人們把來自地球內部的熱能,叫地熱能。地熱能地球通過火山爆發和溫泉等途徑,將它內部的熱能源源不斷地輸送到地面。人們所熱衷的溫泉,就是人類很早開始利用的一種地熱能。然而,目前對地熱能大規模的開發利用還處於初始階段,所以說地熱還屬於一種新能源。
在距地面25~50千米的地球深處,溫度為200℃~1000℃;若深度達到距地面6370千米即地心深處時,溫度可高達4500℃。
據估算,如果按照當今世界動力消耗的速度,完全只消耗地下熱能,那麼即使使用4100萬年後,地球的溫度也只降低1℃。由此可見,在地球內部蘊藏著多麼豐富的熱能。地球溫度分布是很規律的,通常,在地殼最上部的十幾千米范圍內,地層的深度每增加30米,地層的溫度便升高約1℃;在地下15~25千米之間,深度每增加100米,溫度上升1.5℃;25千米以下的區域,深度每增加100米,溫度只上升0.8℃;以後再深入到一定深度,溫度就保持不變了。
地球深層為什麼儲存著如此多的熱能呢?它們是從哪裡來的?對於這個問題,目前還處於探索階段。不過,大多數學者認為,這是由於地球內部放射性物質自然發生蛻變的結果。在核反應的過程中,放出了大量的熱能,再加上處於封閉、隔斷的地層中,天長日久,經過逐漸的積聚,就形成了現在的地熱能。值得指出的是,地熱資源是一種可再生的能源,只要不超過地熱資源的開發強度,它是能夠補充而再生的。
通常,人們將地熱資源分為4類:
(一)水熱資源。這是儲存在地下蓄水層的大量地熱資源,包括地熱蒸汽和地熱水。地熱蒸汽容易開發利用,但儲量很少,僅占已探明的地熱資源總量的0.5%。而地熱水的儲量較大,約占已探明的地熱資源的10%,其溫度范圍從接近室溫到高達390℃。
(二)地壓資源。這是處於地層深處沉積岩中的含有甲烷的高鹽分熱水。由於上部的岩石覆蓋層把熱能封閉起來,使熱水的壓力超過水的靜壓力,溫度約為150℃~260℃之間,其儲量約是已探明的地熱資源總量的20%。
(三)乾熱岩。這是地層深處溫度為150℃~650℃左右的熱岩層,它所儲存的熱能約為已探明的地熱資源總量的30%。
(四)熔岩。這是埋藏部位最深的一種完全熔化的熱熔岩,其溫度高達650℃~1200℃。熔岩儲藏的熱能比其他幾種都多,約占已探明地熱資源總量的40%。
到目前為止,對於地熱資源的利用主要是水熱資源的開發。近年來,一些國家開始進行乾熱岩的開發研究和試驗,開鑿人造熱泉就是乾熱岩的具體應用之一。而地壓資源和熔岩資源的利用尚處於探索階段。
我國是世界上開發利用地熱資源較早的國家,發展也很快。北京就是當今世界上6個開發利用地熱較好的首都之一(其他5個是法國的巴黎、匈牙利的布達佩斯、保加利亞的索菲亞、冰島的雷克亞未克和衣索比亞的亞的斯亞貝巴)。
北京地熱水溫大都在25℃~70℃。由於地熱水中含有氟、氫、鎘、可溶性二氧化硅等特殊礦物成分,經過加工可製成飲用的礦泉水。有些地區的地熱水中還含有硫化氫等,因而很適於浴療和理療。
目前,北京的地熱資源已得到廣泛利用。例如,用於採暖的面積已達32萬多平方米,可節省建造鍋爐房投資300餘萬元,年節約煤1.8萬噸,而且每年還可減少燒煤取暖帶來的粉塵污染7.6噸。現有地熱泉洗浴50多處,日洗浴60000多人次;利用地熱水養的非洲鯽魚,生長快,肉味鮮美。北京一些印染廠還利用地熱水進行印染和退漿,每年可節約煤幾千噸。
除北京外,我國許多地區也擁有地熱資源,僅溫度在100℃以下的天然出露的地熱泉就有3500多處。在西藏、雲南和台灣等地,還有很多溫度超過150℃以上的高溫地熱田。台灣省屏東縣的一處熱泉,溫度曾達到140℃;在西藏的羊八井建有我國最大的地熱電站,這個電站的地熱井口溫度平均為140℃,發電裝機容量為10000千瓦,今後在這里還將建設更大的地熱電站。
從溫泉分布來看,我國地熱資源主要集中在東南沿海諸省和西藏、雲南、四川西部等地,這里形成了兩個溫泉數量多、溫度高、埋藏淺的地熱帶,分別稱為濱太平洋地熱帶和藏滇地熱帶。前一個地熱帶共有溫泉600多處,約佔全國熱水泉總數的1/3,其中溫泉水超過90℃的有幾十處,有的還超過100℃;後一個地熱帶是我國大陸上水熱活動最活躍的一個地區,有大量的噴泉和汽泉。這一地帶共有溫泉700多處,其中高於當地沸點的水熱活動區有近百處,是一個高溫水汽分布帶。此外,在我國東部的一些盆地內,也蘊藏著較豐富的地下熱水,這一地區的范圍很廣,北起松遼平原、華北平原,南到江漢平原、北部灣海域。例如,天津市區及郊區附近有總面積近700平方千米的地熱帶,其中深度超過500米、溫度在30℃以上的熱水井達380多口,最高水溫為94℃,年總開采量近5000萬噸,可利用的熱量相當於30多萬噸標准煤。
地熱在世界各地的分布也是很廣泛的。美國阿拉斯加的「萬煙谷」是世界上聞名的地熱集中地,在24平方千米的范圍內,有數萬個天然蒸汽和熱水的噴孔,噴出的熱水和蒸汽最低溫度為97℃,高溫蒸汽達645℃,每秒噴出2300萬公升的熱水和蒸汽,每年從地球內部帶往地面的熱能相當於600萬噸標准煤。紐西蘭有近70個地熱田和1000多個溫泉。溫泉的類型很多,有溫度可達200℃~300℃的高溫熱泉;有時斷時續的間歇噴泉;還有沸騰翻騰的泥漿地。橫跨歐亞大陸的地中海—喜馬拉雅地熱帶,從地中海北岸的義大利、匈牙利經過土耳其、俄羅斯的高加索、伊朗、巴基斯坦和印度的北部、中國的西藏、緬甸、馬來西亞,最後在印度尼西亞與環太平洋地熱帶相接。
有人做過計算,如果把全世界的火山爆發和地震釋放的能量,以及熱岩層所儲存的能量除外,僅地下熱水和地熱蒸汽儲存的熱能總量,就為地球上全部煤儲藏量的1.7億倍。在地下3千米以內目前可供開採的地熱,相當於29000億噸煤燃燒時釋放的全部熱量。可以看出。地熱能的開發與利用有著廣闊的前景。
對於地熱能的開發與利用,如果從1904年義大利建成世界第一座地熱發電站算起,已有近100年的歷史了。但是,只有近二三十年來地熱能的開發利用才逐漸引起世界各國的普遍注意和重視。
據統計,目前世界上已有120多個國家和地區發現或打出地熱泉與地熱井7500多處,使地熱能的利用得到不斷地擴大。地熱能的利用,當前主要是在採暖、發電、育種、溫室栽培、洗浴等方面。美國一所大學有3口深600米的地熱水井,水溫為89℃,可為總面積達46000多平方米的校舍供暖,每年節約暖氣費25萬美元。冰島雖然處在寒冷地帶,但有著豐富的地熱資源,目前全國人口的70%以上已採用地熱供暖。
利用地熱能發電,具有許多獨特的優點:建造電站的投資少,通常低於水電站;發電成本比水電、火電和核電站都低;發電設備的利用時數較長;地熱能幹凈,不污染環境;發電用過的蒸汽和熱水,還可以用於取暖或其他方面。
現在,美國、日本、俄羅斯、義大利、冰島等許多國家都建成了不同規模的熱電站,總計約有150座,裝機總容量達320萬千瓦。
地熱發電地熱發電的原理與一般火力發電相似,即利用地熱能產生蒸汽,推動汽輪發電機組發出電來。目前,全世界約有3/4的地熱電站是利用高溫水蒸氣為能源來發電的。這種電站是將地熱蒸汽引出地面後,先進行凈化,除掉所含的各種雜質,然後就可以推動汽輪發電機發電。以高溫蒸汽為能源的地熱電站,大多採用汽水分離的方法發電;對於以地下熱水為能源的電站,一般通過一定的途徑用地下熱水為熱源產生蒸汽,然後用蒸汽來推動汽輪發電機組發電。
另外,地熱能在工業上可用於加熱、乾燥、製冷與冷藏、脫水加工、淡化海水和提取化學元素等;在醫療衛生方面,溫泉水可以醫治皮膚和關節等的疾病,許多國家都有供沐浴醫療用的溫泉。
由於天然熱泉較少,而且不是各地都有,因而在一些沒有天然熱泉的地區,人們就利用廣泛分布的乾熱岩型地熱能人工造出地下熱泉來。人造熱泉是在乾熱岩型的熱岩層上開鑿而成的,世界上最早的人造熱泉是在美國新墨西哥州北部開鑿的,井深達3000米,熱岩層的溫度為200℃。
美國已建造了人造熱泉熱電廠,發電量為5萬千瓦。另外,還在洛斯阿拉莫斯國立實驗所鑽了2眼深4389米的地熱井,先把水泵入井內,12小時後再抽上來,這時水溫已高達375℃。法國先後開鑿了6眼人造熱泉,其中每眼井深6000米,每小時可獲得溫度達200℃熱水100噸。
目前,美國的地熱發電站的裝機容量已達930萬千瓦,到2020年將增加到3180萬千瓦。
現在,隨著科學技術的發展,人們開始在岩漿體導熱源周圍建立人工熱能存積層,以便開發利用熱源蒸汽的高溫岩體來發電。人們預計,到21世紀末,全世界地熱發電的總能力可達1億千瓦。
⑺ 地熱資源開發利用發展趨勢
近年來我國對地熱資源的勘查、開發利用與管理逐步走向成熟,呈以下發展趨勢:
(1)注意非地熱異常區的地熱資源勘查與開發,拓寬了地熱資源開發利用的范圍。地熱資源分布面廣,在深部有強滲透儲層分布的條件下,按地熱增溫率計算,在一定深度內都有可能獲得所期望的地熱資源。隨著勘探技術的進步,目前鑽3000~4000m的地熱深井已不是難題,這就使地熱資源的開發有了新的思路,不局限在地熱異常區或分布在較淺的部位,尤其是在一些大型沉積盆地區和有經濟基礎的城鎮,開始了進行地熱資源開發的探索,有的已取得了成功,如石家莊、鶴壁等地。
(2)油田地區地熱資源開發受到了普遍的關注。位於沉積盆地的油田地區實際上也是地熱資源廣泛分布的地區,相當一部分有水無油的石油勘探井可以改造為地熱開采井;油田開采後期水多油氣少,可以轉為以開采地熱資源為主,這樣可同時開發地熱和剩餘油氣資源,對油田地區的經濟發展和產業調整十分有益。這已引起了石油界同行普遍關注,並已在華北、華東、大慶等地進行了試點,取得了很好的效果。
(3)重視地熱資源的綜合利用與梯級利用,提高地熱資源的利用率和經濟效益。對地熱資源的開發利用已由初期的一次性利用向綜合與梯級利用方向轉化,用於供熱採暖的地熱水往往採取先採暖後供熱和環境用水或依據建築物對溫度的不同要求實行梯級採暖,或利用熱泵技術將一次採暖後的尾水,利用熱泵進行熱能轉換作二次利用等方式,提高了地熱資源的利用率和技術含量。地熱資源在用於農業溫室種植方面,也在考慮利用不同作物對溫度要求的不同,實行溫度的梯級合理配置,如北京小湯山地區的現代農業園。
(4)重視采灌結合,維持地熱資源的可持續利用。在一些早期開發地熱的地區,如北京、天津、福州、西安等地,地熱水水位已有較明顯的下降,在一定程度上影響到資源的進一步開發和持續利用。聯系國內外開發地熱的經驗,地熱回灌已成為維持地熱資源可持續利用和提高熱田地熱資源採取率的共識,這些早期開發地熱資源的地區,除了開採回灌試驗研究外,已將采灌結合列入了對熱田進一步開採的重要管理內容。
(5)推進規模化開發,使地熱資源的配置趨於合理,提高開發利用的整體經濟效益。這是與地熱資源的特點、采灌結合開采方式的需要、經濟規模化和大型化的發展形勢分不開的。隨著經濟發展,大型企業的涌現和地熱采灌結合的實施,將限制小型的只採不灌的單位對地熱資源的開發,而鼓勵資源條件好、有經濟條件實行規模化開采並可實行采灌結合的單位開發地熱資源,這將是一個必然的趨勢。
(6)制定統一開發規劃,實行統一開發。開發地熱是以開發其以水為載體的地熱流體資源或地熱水資源,由於其流動特性,在同一熱田或在分布廣泛的同一熱儲層內開采地熱水資源時,開采井之間的相互干擾是不可避免的。為了合理開發與保護地熱資源,減少以致避免盲目開采問題,應在查清可采地熱資源條件下,制定統一的開發規劃,實行統一開發和管理。對此,早期開發地熱資源的北京、天津、福州等地已注意到了這個問題,較早制定了地區的地熱資源開發規劃,推進對地熱資源的有序開發。
(7)地熱開發利用中控制技術的應用。主要是對地熱開采井產量、水量配置、地熱尾水的排放溫度按供求的實際需要進行控制;對地熱水井產量、井內水位(頭)變化、水溫等實行自動監測傳輸等。在北京、天津等地新開發地熱資源的單位應用自控技術已較普遍。
(8)強化管理。加強行政立法,制定相關的技術標准,對地熱的開發利用實行規范化管理和法制管理。
⑻ 對地熱能的研發如何利用
巨大的地熱能量地熱能是地球熱流從深處到地表流動而產生的能量。地熱能可以用來發電、為建築物供暖、加熱道路。人們在很久以前就利用地熱洗澡。1904年義大利在拉特雷洛建立了世界第一座實驗性的地熱電站。1950年義大利、美國、紐西蘭等開始進行大規模的地熱發電。日本從1925年開始用地熱蒸汽發電,1966年以後共建立了9座地熱發電站,目前發電能力已達21.5萬千瓦。1983年美國、西德、日本在美國新墨西哥州進行聯合開發,成功地發現了一塊規模宏大的存積層,獲得了3.5萬千瓦的熱能。我國也在西藏羊八井興建了7000千瓦地熱發電站。
地熱能非常潔凈,儲量豐富,且全天24小時都能獲得,但其開發卻需要大量的前期投入。目前全世界的地熱發電總量約是8000兆瓦,其中美國佔了2800兆瓦,還不到全國發電總量的0.5%。
⑼ 地熱資源的開發利用
隨著我國向西部轉移的戰略目標的實施,中西部地區的地熱工作已逐步得到加強,並已取得顯著進展。在地熱發電、採暖、溫室、養殖、康復醫療、提取化工原料、旅遊以及瓶裝礦泉水等方面已獲得廣泛利用。
地熱發電。我國擁有150℃以上的高溫溫泉區近百處,集中分布在藏南、滇西和川西地區,成為我國開發利用高溫地熱能資源最有遠景的地區。著名的羊八井地熱田是我國興建的第一座地熱電站,自1977年9月建成試驗發電以來,裝機容量已達25.15兆瓦,占拉薩電網總裝機容量的41.5%,在冬季枯水季節,地熱發電量占拉薩電網的60.0%,成為其主力電網之一。
地熱採暖。我國地熱採暖有很大的增長,尤其在北方,如北京、天津、大港、任丘、大慶、西安、咸陽、開封等地,取得了良好效果,既節約了常規能源,又減少了環境污染。
地熱農業利用。我國中西部大部分地區屬農業區,無論是山區或平原地區,地熱資源均十分豐富,為地熱在農牧副漁等方面的廣泛利用提供了優越的資源條件。地熱資源已有效地利用於溫室種植(蔬菜、花卉等)、水產養殖、禽類孵化等方面,效益顯著。
地熱工業利用。我國中西部地區地熱水中含有許多貴重的稀有元素、放射性元素、稀有氣體和化合物,如:溴、碘、硼、鉀、氦、重水和鉀鹽等,是國防工業、原子能工業、化工工業及農業不可缺少的原料。僅在化工工業和輕紡工業等方面獲得較好的利用。
地熱醫療與旅遊。由於地熱水具有較高的溫度、特殊的化學成分、氣體成分、少量生物活性離子以及放射性物質等,並在一些地熱區形成礦泥,對人體具有明顯的醫療、保健作用,用於醫療、保健早為人們所關注。我國中西部的許多地區既擁有醫療礦水資源,又擁有溫泉旅遊觀光資源,不少已成為著名的礦泉旅遊療養勝地,如陝西省臨憧的華清池、河南省的汝州、內蒙古自治區的阿爾山等地,均在溫泉區建有療養院。
礦泉飲料業。我國中西部地區的許多熱礦水中,含有鋰、鍶、溴、碘、鋅、硒等微量元素和碳酸氣等,已分別達到我國飲用天然礦泉水國家標准,有的不只單項達標,而是多項達標,對人體具有良好的醫療保健作用。礦泉飲料業已取得一定進展,效益顯著。
地熱資源對於中西部寶貴的地熱資源,要合理開發利用。
第一,加強前期地質論證工作,提高鑽井成功率。各地地質隊伍採用先進技術方法進行綜合勘查,綜合解釋,切實開展前期地質論證工作,在進行充分論證的基礎上,確定探采結合的地熱井井位。實踐表明,在石油部門打過油氣探井的地方打地熱井,成功率較高。而在一些地方,由於地質構造復雜,勘查技術手段有限,致使鑽探工作失利,大量資金流失。就地熱勘探工作的發展勢頭看,各地地熱井越打越深,不僅在地熱異常區打井,在非異常區也打井,風險很大。因此,為提高鑽井成功率,最大限度地減少鑽探風險,做好前期地質論證工作取得必要的地質依據,是十分重要的。
第二,發展地熱資源的直接利用和梯級利用。如前所述,我國中西部的大部分地區地熱資源豐富,類型齊全,分布廣泛,且多為中低溫。高溫地熱資源僅分布在藏南、滇西和川西地區。因此,在我國中西部地熱資源的開發利用方面,以發展中低溫地熱資源的非發電利用,即直接利用為宜,如在紡織、印染、造紙、熱供水、飲用等方面開展綜合利用。在我國中西部的一些地熱區,地熱採暖後尾水的溫度多在30~40℃之間,尚未充分利用就被大量排出,說明資源浪費的現象是較為普遍的。建議按不同溫度開展地熱資源的梯級利用,即根據「因地制宜,物盡其用」的原則,發揮資源優勢,減少浪費,提高地熱利用率。
第三,發展高溫地熱資源的非電利用。對一些高溫溫泉、沸泉以及間歇噴泉來說,發電利用並不是地熱開發利用的唯一方向。比如間歇噴泉,它是在特定的地質構造背景下形成的,在世界范圍內僅發現數處,如美國黃石公園的老實泉、冰島大噴泉以及我國藏南的搭各加、谷露、查布和川西的熱坑(茶洛)等,均屬十分罕見的奇特景觀。發展上述地熱景觀的非電利用,對於保護這類自然「瑰寶」更具有深遠意義。
第四,合理開采,有效保護,實現地熱資源的可持續開發。地熱資源是可再生的能源資源,同時又是有限的資源,其補給的過程是極其緩慢的。在我國中西部的一些地熱田,如羊八井、西安、昆明、鄭州等地,由於過量開采而引起水位持續下降,有的地方已導致資源枯竭,嚴重影響到地熱田的壽命。為保持地熱井水量和水壓的穩定及防止地熱尾水對環境的影響,一方面要加強管理、採取限量打井、限制開采量等措施,合理開采、有效保護,另一方面,需結合地熱田具體條件,反復進行回灌試驗取得可靠參數,以確保地熱資源的可持續開發。
我國中西部地區地熱資源類型齊全,分布廣泛,但經國家正規勘查評價的地熱區僅為其中一部分,可望今後在地熱資源勘查開發與利用方面獲得地方政府和個體開發商更大的支持和更多的機遇,使這一寶貴資源在國家發展經濟中發揮更大作用。