『壹』 地熱資源的價值
地熱資源世界上最古老的能源之一。據測算,地球內部的總熱能量,約為全球煤炭儲量的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。
地球本身象一個大鍋爐,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。
地熱資源按溫度可分為高溫、中溫和低溫三類。溫度大於150℃的地熱以蒸汽形式存在,叫高溫地熱;90℃—150℃的地熱以水和蒸汽的混合物等形式存在,叫中溫地熱;溫度大於25℃、小於90℃的地熱以溫水(25℃—40℃)、溫熱水(40℃—60℃)、熱水(60℃—90℃)等形式存在,叫低溫地熱。高溫地熱一般存在於地質活動性強的全球板塊的邊界,即火山、地震、岩漿侵入多發地區,著名的冰島地熱田、紐西蘭地熱田、日本地熱田以及我國的西藏羊八井地熱田、雲南騰沖地熱田、台灣大屯地熱田都屬於高溫地熱田。中低溫地熱田廣泛分布在板塊的內部,我國華北、京津地區的地熱田多屬於中低溫地熱田。
地熱資源溫度分級表 溫度分級 溫度t界限(℃) 主要用途 高溫地熱資源 t≥150 發電、烘乾 中溫地熱資源 90≤t<150 工業利用、烘乾、發電 低溫地熱資源:熱水 60≤t<90 採暖、工藝流程 低溫地熱資源:溫熱水 40≤t<60 醫灌溉、養殖、土壤加溫 低溫地熱資源:溫水 25≤t<40 農業灌溉、養殖、土壤加溫 註:表中溫度是指主要熱儲代表性溫度 關於地熱的來源,有多種假說。一般認為,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。
現已基本測算出,地核的溫度達6000°C,地殼底層的溫度達900-1000°C,地表常溫層(距地面約15米)以下約15公里范圍內,地溫隨深度增加而增高。地熱平均增溫率約為3°C/100米。不同地區地熱增溫率有差異,接近平均增溫率的稱正常溫區,高於平均增溫率的地區稱地熱異常區。地熱異常區是研究、開發地熱資源的主要對象。地殼板塊邊沿,深大斷裂及火山分布帶等,是明顯的地熱異常區。
普查勘探地熱資源,一般採用地表地熱調查、鑽探和各種物探方法。紅外線遙感技術在勘查中取得顯著效果。 20世紀末,地熱資源的開采對象,主要是埋藏淺、熱儲量大、有流體(地下水或人工灌水)把熱能傳引到地表的濕地熱田。乾熱岩地熱資源和低溫濕地熱田的開發利用處在研究試驗階段。
中國的地熱資源豐富,有悠久開采歷史,以往主要利用溫泉洗浴治病。1970年後,在廣東豐順、河北懷來、天津和西藏等地曾進行地熱發電、建築物採暖、農業溫室採暖、溫水育種、灌溉等多方面試驗性開發工作,取得一定成果。 1、地熱直接供暖
燃煤鍋爐的大量使用是造成空氣受到嚴重污染的重要原因。北京市政府已明令規定在主要城區取消燃煤鍋爐,代之以燃油或燃氣,以減小大氣污染程度。但燃氣和燃油前期投入和運行成本都十分昂貴。而地熱資源的開發為這個問題的解決提供了一條可行之路。大力提倡與推廣地熱供暖,將對環保事業作出重要的貢獻。
2、浴療保健
北京地區的地熱水屬於中低溫熱礦水,富含鋰、氟、氡、偏硼酸、偏硅酸等多種礦物質,有一定的醫療、保健、養生作用。經常用熱礦水進行洗浴,對高血壓、冠心病、心腦血管、風濕病、皮膚病等有一定療效。熱礦水入室,無疑會大大提高居民的生活質。
3、娛樂、旅遊
依託溫泉浴療,可以開發游泳館、嬉水樂園、康樂中心、會議中心、療養中心、溫泉飯店、溫泉度假村、高級賓館等一系列娛樂旅遊項目。
4、種植、養殖
可以依託地熱井,建造溫泉溫室,種植名優花卉、特種蔬菜(供給大的飯店、賓館、酒樓之需)等,也可以用來發展旅遊農業。
熱水養殖,可以大大縮短多種水生物的孵化期和生長周期。可以依託地熱資源發展高產魚類養殖業等養殖產業。
5、余熱供暖
用於洗浴、娛樂等方面的地熱水在使用後,熱水溫度依然很高,仍含有大量的熱能,如果能有效的加以利用,就會帶來巨大的經濟效益和社會效益。北京市地質勘察技術院與清華同方合作實驗成功了環保型地溫熱泵供暖系統,它可以從熱水,甚至冷水中提取熱能供暖,使地熱能的綜合利用率提高到了80%左右,其運行成本低於燃氣和燃油。這套系統的實驗成功為地熱水的余熱供暖開辟了廣闊的天地。
6、飲用礦泉水
不少低溫地熱水, 因其來源於深部, 未受人為污染, 並含有一些有益於人體健康的微量元素,可作為飲用天然礦泉水開發利用,我國開發的一些飲用天然礦泉水中,就有一部分是低溫地熱水。當地熱水的污染物指標、微生物指標及鋰、鍶、鋅、銅、鉻、鋇等組分的限量指標符合要求的條件下,水中有一項( 或一項以上)指標符合表2.5.6的規定, 可作為飲用天然礦泉水開發。
7、水產養殖
溫度在30~45℃, 符合TJ35 漁業水質標准低礦化的地熱水,可用於水產養殖。我國較多的用於養殖鰻魚、羅非魚、對蝦、河蟹、甲魚等。
8、 農業利用
一是利用地熱建立溫室,種植名貴花卉、蔬菜等作物;二是用於農田灌溉或給土壤加溫。前者利用地熱水溫度在30~75℃之間, 後者利用地熱水溫度一般在40℃以下。用於農田灌溉的地熱水水質應滿足農田灌溉用水水質標准。
『貳』 為什麼會產生地熱地熱有什麼作用
在人類生活的地球上,存在著很多神奇的事情,我們都知道,在地球的地表上都存在著一個地熱能,平時在生活中很少會討論到這個話題,但是地熱對我們的生活卻會產生極大的影響,那麼很多人就會問,為什麼會產生地熱?地熱有什麼作用?其實地熱是由地球的很多物質中所含有的那種放射性元素經過長時間的衰變之後產生的熱量,地熱就是由這種熱量形成的,地熱對我們的生產生活會產生極大的作用,下面我們具體來分析一下。
同時地熱能屬於一種清潔能源,如今我們所倡導的就是要保護環境,節約自然資源,做到人與自然的和諧統一。因此,我們在平時的日常生活中應該更好的使用清潔能源,充分使用地球為我們人類提供的有利條件,更合理的利用自然資源,這不僅可以保護環境,同時還能夠為我們的子孫後代留下更多的財富,我們應該堅持既要金山銀山,也要綠水青山的理念,為我們的地球貢獻出自己的一份力量。
『叄』 加強地熱開發保護 促進循環經濟發展——靈寶市城區地熱資源開發利用研究
近年來,全球性的能源危機給地熱的開發利用帶來了極大的機遇,尤其是中央提出大力發展循環經濟的戰略,有力推動了地熱在循環經濟發展方面的應用。靈寶市位於區域構造位置處於小秦嶺—嵩山東西向構造體系,華山背斜東段北翼,大地構造單元屬於靈寶中新生界斷陷盆地,靈寶城區地熱類型主要為沉積盆地埋藏型,為一典型的覆蓋型層控低溫地熱田。
一、地熱地質條件
(一)區域地質構造
靈寶斷陷盆地位於汾渭大型地塹盆地的東南緣,區域構造位置處於小秦嶺—嵩山東西向構造體系,華山背斜東段北翼。盆地面積約800 平方千米。盆地的南界為文底—宮前斷裂,此斷裂是近東西向區域性大型華山崤山北麓斷裂東段一部分,東界是靈寶—三門峽斷裂帶。兩條區域性斷裂均為導水、導熱構造,如華陰附近一眼2600 米深井,出水溫度高達104℃;溫塘熱礦泉溫度高達67℃。兩個斷裂帶在靈寶市城區以南附近交匯,由於深部基岩層較為破碎,易於地下水的賦存、運移及各種離子富集,為靈寶城區地熱資源的形成提供了有利條件。
(二)熱儲類型及地熱成因分析
靈寶盆地新生代以來地殼下沉,接受了巨厚層的沉積,沉積物一般厚2000米左右,凹陷區中心厚達4000 米左右。古近系和新近系以沉降為主,岩性為粘土岩、砂質粘土岩、砂岩、砂礫岩。其層位和厚度受古地形影響。根據地熱資源形成與控制其分布的主要地質條件,認為區內地熱類型主要為沉積盆地埋藏型。地熱田為低溫地熱田。
靈寶城區地熱田主要依靠沉積物在固結成岩過程釋放的熱能和岩層自身傳導熱能供熱,地熱增溫梯度受地層岩性、圍岩壓力、物質組成影響,同一沉積單元變化不大,具有分布穩定、厚度大、地溫隨深度增加而升高的特點。據靈寶市區已開發地熱井資料統計,井深1000~1800 米,口井水溫28.5℃~52℃,地熱增溫率為2.05~2.68℃/100 米。為典型的覆蓋型層控低溫地熱田。
(三)熱儲層特徵
目前靈寶城區已開發利用的地熱主要分布在地面下350~1800米深度范圍內,屬於下更新統、新近系和古近系熱儲。綜合分析靈寶城區各熱儲的關系及空間展布,垂向上可概化為三個熱儲層,即淺層熱儲(埋深小於350米)、深層熱儲(埋深350~1000 米)、超深層熱儲(埋深1000~1800 米)。
淺層熱儲:埋藏深度100~350 米,熱儲岩性主要為第四系更新統鬆散未膠結含鈣質結核的砂質粘土夾砂、砂礫石,其中砂和砂礫石層為主要熱儲層,厚約38米。井口水溫24℃~26℃。
深層熱儲:埋藏深度350~1000米,揭露厚度為650米,熱儲岩性主要為新近系的棕褐色砂質泥岩,淺灰色、灰白色的砂岩和砂礫岩,熱儲層厚41.9米。井口水溫35℃~40℃,該熱儲層是目前的主要開采層段之一。
超深層熱儲:埋藏深度1000~1783.66 米,揭露厚度783.66 米。熱儲岩性主要為古近系的棕褐色粘土岩、泥岩、灰白色的砂岩、砂礫岩或粘土岩、泥岩夾砂礫岩,熱儲層岩性為砂岩及砂礫岩,其固結、分選程度較差,厚度約270米。井口水溫52℃左右。
(四)地熱垂向分布特徵
據相關資料顯示,靈寶市恆溫帶埋深20米,溫度15.6℃。平均地溫梯度為2.46℃/100米。通過計算統計,增溫帶地溫在垂向上的變化特徵大致如下:
①300~900米為溫水,多為新近系棕褐色砂質泥岩溫水熱儲層,平均水溫25℃~40℃。
②900~1800米為溫熱水,熱儲岩性主要為下第三系的棕褐色粘土岩、泥岩、灰白色的砂岩、砂礫岩或粘土岩、泥岩夾砂礫岩,含水層為砂岩及砂礫岩固結,平均水溫40℃~60℃。
(五)地熱流體化學特徵
地熱流體由於溫度較高,在與圍岩的化學反應和溶濾作用下,其中溶解的化學成分較為復雜,礦化度較高(深部)。據靈寶城區內地熱流體水質資料分析,區內地熱流體化學類型特徵分述如下:
深層熱儲層的地熱流體化學類型主要為Cl·SO4·HCO3—Na型,pH值一般7.7~8.1,屬弱鹼性水;礦化度在745.9~799.51 毫克/升之間,屬低礦化水;總硬度一般114.0~157.0 毫克/升,屬軟水;可溶性總固體一般745.9~799.5毫克/升。H2SiO3含量一般19.5~20.8毫克/升。
超深層熱儲層的地熱流體水化學類型以HCO3· Cl—Na型為主,pH值一般7.7~8.1,屬弱鹼性水;礦化度在1568.33~1830.32毫克/升之間,屬高礦化水;總硬度一般81.5~95.5 毫克/升,屬軟水;可溶性總固體一般1685.59~1864.36毫克/升。H2SiO3含量一般35.1~36.4毫克/升。
(六)地熱資源量估算
區內熱儲層的地熱流體總量為1.71×109立方米;熱儲層的熱能總量為1.17×109千卡/時,摺合標准煤5.95×106噸/年,發電量1356.2兆瓦;目前已開發利用的地熱資源儲量(C級)為968 立方米/天;可采地熱流體量(D級)為4100立方米/天,其中深層熱儲可采量為3020 立方米/天,超深層熱儲可采量為1080 立方米/天;深層地熱流體開采潛力指數為1.81,超深層地熱流體開采潛力指數為5.63,開采潛力較大。
二、地熱資源開發利用與保護
(一)地熱資源開發效益
地熱作為一種清潔環保型能源,各行各業對它的需求與日俱增,地熱資源的開發利用將成為一個新的經濟增長點。據有關資料:地熱流體用於飲用、賓館洗浴、醫療、高效農業種植、特種養殖等方面,不但可產生較大的經濟效益,同時其社會效益也是顯著的。另外利用地熱資源代替燃煤,使低溫能源用得其所,可減少高位熱能損失,有效降低大氣污染,減少固體廢渣。具有明顯的環境效益。
(二)地熱資源開發利用
依據地熱流體的質量,深層地下熱水溫度一般小於40℃,主要用途為:飲用天然礦泉水、農業灌溉、熱水養魚、鍋爐用水和土壤加溫。超深層地下熱水溫度大於50℃,水中溴、碘含量較高,達8 毫克/升,偏硼酸4.54毫克/升,為醫療熱礦水中少有,其中氟達1.18毫克/升,偏硅酸35.1毫克/升,均達到《醫療熱礦水水質標准》(GB11615—89)的要求,並含多種對人體有益元素,可集洗浴、醫療、旅遊於一體,綜合開發利用。
(三)地熱資源保護措施
地熱資源是在特定的地質、水文地質和水文地球化學環境條件下形成的。要保持其資源的長期連續穩定開采,不致形成地質環境問題,必須十分重視其資源的保護工作。根據經濟、社會、環境相統一的原則、以生態建設、環境保護與開發並重的原則,並結合區內實際情況實施如下保護措施。
(1)開采強度控制措施。其一,考慮到熱儲層對開采強度反應的滯後現象,應遵循穩步推開的原則,使地熱井布局科學合理;在建設規劃程度較高地區,完成區域開發利用規劃,不宜採取單一分散式開發模式;按照地熱井合理間距及強度控制原則,審批項目布局的合理性。其二,優先考慮建設規劃程度高、集約化技術水平高、綜合效益高的項目。
(2)利用方式控制措施。採用梯級、綜合、高效利用新技術,提高資源利用率,地熱採暖項目必須採用回灌開發模式;新增項目要高起點、高水平、高效益,鼓勵高附加值開發項目,利用工藝技術應達到國內先進水平。
(3)保護方式控制措施。有尾水直接排放的利用項目,必須採取回灌開發模式;避免出現地熱井布局不合理現象。
(4)加強地熱資源開發中的動態監測工作。地熱資源的數量是有限的,在開采利用過程中,將會使其水位、水量、水質、水溫隨開採的過程而發生變化。為不至於因過量開采產生地面沉降、水源枯竭等環境地質災害,應加強開發中水的動態監測工作。
(5)加強地熱資源的開發利用管理。研究區地熱資源蘊藏著巨大的開發潛力,可望形成經濟和社會的新的經濟增長點。為合理地利用好、管理好地熱資源,保護地質環境,應建立健全地熱資源的開發管理機構,出台地熱管理法規措施,建立地熱井的開采審批制度,完善探礦權和采礦權取得與轉讓制度。
三、結束語
地熱資源是世界公認的潔凈能源,開發使用過程中不破壞耕地,不造成環境污染,為近地使用的產供銷一條龍礦產品。經過分析論證,靈寶市城區地熱的開發利用前景十分廣闊,屬可再生資源,是一定時期內的可利用資源,其循環經濟發展模式是值得深入探討的。今後,我們要以發展礦業循環經濟的理念,科學合理規劃開發利用空間布局,鼓勵清潔生產,做到充分利用地熱資源,以達到「大力發展循環經濟,建設節約型城市」的目的。
『肆』 地熱資源的好處
地熱資源是賦存於地球內部的一種巨大能源。它和煤、石油、天然氣及其他礦產一樣,也是一種寶貴的礦產資源。目前,人們對於地熱資源的利用,基本是通過開采地下熱水(汽)來實現的,因為地下熱水(汽)是從地球內部將地下熱能攜帶到地表的一種重要媒介。地下熱水(汽)不僅能將地球內部的巨大熱能攜帶到地表,同時也能將蘊藏於地球深部的礦物質攜帶到地表。因此可以說,地熱資源不僅是指天然的和人工激發方法獲得的熱水、熱鹵水、蒸汽和熱氣,而且還包括從其中提取的有用元素和化合物。由此可見,地熱資源不僅可以提供能源,在一定條件下還可以提供供水水源及礦物資源。