地熱能:再生能源精品中的精品

發佈日期: 2014 年 08 月 26 日 17:31 | 作者: | 分類: 綠能知識
 
地熱能的定義:
 
再生能源有兩個來源,一個來自天上的太陽,太陽能、風能、生物質能和海洋能都源於太陽活動;另一個來自地球,而地熱能就是來自地球深部不斷向外散發的熱,即引爆火山及地震的能量。
 
地熱資源的分佈
 
常規的高溫地熱資源分佈有局限性,主要分佈在環太平洋火山地震地熱帶(如美國、紐西蘭、印尼、菲律賓、日本);大西洋中脊地熱帶(如冰島)、地中海喜馬拉雅地熱帶(如義大利、西藏);東非裂谷地熱帶(如肯亞)。
 
地熱能的優勢
 
1、能量巨大:來自地球的能量極其穩定,世界能源理事會WEC的報告稱地熱發電在所有再生能源發電中具有最高的發電利用率,即每年的可工作時間最長(高於73%)。因此,拿同樣的1千瓦裝機容量來比較,地熱能一年能發電6395千瓦時,而風能發電1840千瓦時,太陽能只發電1226千瓦時,地熱能的發電量是太陽能的5倍多,是風能的3.5倍;
 
2、潛力巨大:高溫地熱資源利用常規技術發電超過目前全球年發電總量,採用常規加雙工質技術則能翻倍,中低溫地熱水每年產能相當於478億噸標煤。而中國地熱資源量的官方資料,淺層地熱能相當於95億噸標煤,常規地熱資源相當於8530 億噸標煤,幹熱岩資源相當於全中國一次性能源年消耗量的4000多倍。拿中國來說,乾熱岩儲量是現消耗能源的4400倍,中國大陸3km-10km深處乾熱岩資源總計為20.9×106EJ,按2%的可開採資源量計算,相當於中國大陸2010年能源消耗總量的4400倍。
 
地熱能的三個層次
 
(1) 地面以下至200公尺深度內儲存的是淺層地熱能,溫度低於攝氏25度,依靠地源熱泵技術提取或釋放熱量,冬季可以供暖,夏季可以製冷。
 
(2)200至3000公尺深度內,稱常規地熱能,不同地區的鑽井可以產出高溫地熱蒸汽或中低溫的地熱水。高溫地熱資源可以發電,中低溫地熱水可用於房屋冬季供暖、地熱溫室種植和水產養殖、溫泉洗浴醫療和休閒度假,以及工業洗染和農業乾燥等利用。
 
(3)3000至10000公尺深度內,稱乾熱岩地熱能,那裡通常沒有流體的水或汽,只有高熱,是乾的。開採這樣的資源需要鑽兩眼井,用石油鑽井的壓裂技術在兩井間造成裂隙連通,然後從一眼井灌入冷水,從另一眼井就會噴出蒸汽和熱水,(現在世界上已有法國和德國的乾熱岩電廠成功發電,美國和澳洲等還在繼續試驗中。)
 
地熱發電的4種方式:
 
 
高溫地熱乾蒸汽(100%蒸汽):將蒸汽導入汽輪機發電,代表國家有義大利和美國;
 
高溫濕蒸汽:採用閃蒸法發電,先實施汽和水分離,然後蒸汽去發電,分離出的熱水也可以再閃蒸出部分蒸汽去發電,代表國家是紐西蘭;
 
雙工質法地熱發電:是用中低溫熱水去加熱某種有機介質(例氯乙烷),使該介質產生幾個壓力的介質蒸汽去推動汽輪機發電;
 
全流發電機:將汽和水的混合物不做分離,混送入膨脹動力機,也能發電。
 
地熱能的發展:
 
1904年義大利人在拉德瑞羅地熱田試驗成功,1913年建成世界第一座商業性地熱電廠,現今運行著59.4萬千瓦的裝機容量。
 
2012年世界24個國家地熱發電總裝機容量1118.97萬千瓦,美國裝機容量312.93萬千瓦居世界第一,其有世界最大的蓋瑟爾斯地熱電廠(Geysers geothermal field)裝機容量158.5萬千瓦。世界地熱發電前十名的其餘國家還有菲律賓、印尼、墨西哥、義大利、紐西蘭、冰島、日本、肯亞、薩爾瓦多。世界地熱發電的年發電量715.6億千瓦時。
 
另外,世界上已實現了首例利用岩漿熱的試驗,冰島的岩漿鑽探計畫在4500公尺的鑽井過程3次遇到融熔岩漿,在2100公尺處岩漿高於攝氏900度,2012年試驗注入冷水,產出了超過熱攝氏452度的蒸汽,壓力達140帕,比熱焓3200千焦每千克,單井的發電潛力約3.5萬千瓦。
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