论文部分内容阅读
摘要:地热能是一种绿色低碳、能够持续利用的可再生能源,具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点,是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。地热能利用分为地热发电和地热直接利用(以热的形式利用)两大类。从发展趋势看,深部地热能的开发以及低温地热能的利用前景广阔。
关键词:地热,新能源,研究进展,发展展望
煤炭、石油等傳统能源在给人类创造财富的同时,也给环境造成了巨大的污染,寻找环保型替代能源势在必行。以太阳能、风能、潮汐能、地热能等为代表的绿色新能源的开发利用已成为世界能源研究的热点。在新能源中,地热是一种最为现实并具有竞争力的可再生能源,其开发利用正在成为垒球应时气候变化的一个不可忽视的重要手段。我国地热能开发利用已取得了长足进展,利用领域也不断扩展,现已广泛用于区域供暖、居民生活热水、温泉旅游、温泉理疗等。通过技术革新与工艺改造,形成了一系列地热利用新技术与新工艺,从发展趋势看,深部地热能的开发以及低温地热能的利用前景广阔。
1地热能开发利用现状
我国地热能利用发展很快,到目前为止,地热已广泛用于供暖、温室、干燥、旅游及发电等领域。随着地热能利用技术的小断提高,其利用率也小断提高,而且,利用方式也逐步由粗放式利用向集约式利用转变,逐步走向可持续发展的道路。地热能的开发利用包括发电和非发电利用两个方面。高温地热资源主要用于发电,发电后排出的热水可进行逐级多用途利用;中低温地热资源则以直接利用为主,多用于采暖、干燥、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及人民的日常生活等方面。
1.1地热取暖。
地热能直接用于采暖、供热和供热水是最经济、最简便、最有效的利用方式,在有地热资源的地方钻一口井,将地下热水直接引入所需要的地方。
1.2地热发电。
高压热水从热水井中抽至地面,由于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽,蒸汽送至汽轮机做功;而分离后的热水可继续利用后排出,或通过“还原井”送回地下。
2 地热利用新技术
自上世纪90年代以来,我国地热工程技术取得了长足进展,利用领域也小断扩大,勘探、开发、利用技术小断创新。地热热泵技术、地热梯级利用技术、回灌技术、深部地层储能反季节循环利用技术等在地热能在供暖、环保等方面存在的问题提供了解决方法。另外,通过技术革新与工艺改造,形成了一系列地热利用新技术与新工艺,提高了资源的利用率,进一步保护了资源与环境。
2.1地热热泵技术
地热交换器后的地热尾水温度一般在40~50℃左右,很难再用来直接供热,如果直接排放到环境中,不仅造成能源的浪费,也造成了环境的热污染。热泵是高效利用低温余热的节能装置,通过热泵,可以从低温地热尾水中提取热量,从而降低地热尾水的排放温度,提高了地热能的利用率。
2.2地热梯级利用技术
地热梯级利用就是多级次地从地热水中提取热能,多层次地利用,以达到“能尽其用”的目的。通常情况下,可以将地热能要供暖的总负荷分成高温供暖部分与低温供暖部分,高温部分一般可以采用管网方式供暖,低温部分可以采用地板辐射采暖等。另外.根据地热井出水温度、流量与热量损耗指标等参数,计算出地热能的供热量,并相应地将总供热量按梯次换取,进行供热。
2.3回灌技术
地热资源是在漫长的地质历史时期内形成的,其补给来源十分有限。如果长期以单井形式开发,不仅会造成热储层水位下降,而且由于尾水温度过高,会造成环境热污染。回灌是解决上述问题的根本方法。
2.4深部地层储能反季节循环利用技术
该技术的基本思路是:利用对井,存储经热泵提冷或提热后的“热水”或“冷水”。在冬季把热水源抽出来供暖,在夏季把冷水源抽出来制冷,实现“夏灌冬用”进行供热,“冬灌夏用”解决制冷的反季节循环利用。这项技术的关键是用热(冷)小用水,小仅节约了能源,还避免了环境的污染问题。
3发展趋势
3.1深部地热能的开发
地球内部蕴藏着巨大的热能,进入地球内部越深,温度就越高。目前,我国开采地热能一般在地表以上3500m以内,而且以水热型地热能为主。实际上,水热型地热能的储量相对于地球热库来说,数量是很少的,而且温度相对也要低。大部分地热能赋存于岩石中,称干热岩。干热岩中地热能的开发潜力巨大,但开发利用技术还小成熟,还有待于进一步研究。
3.2低温地热能的利用
一般情况,高于45℃的地球热能才称为地热能。热泵技术的应用,使得地热能的概念可以进一步拓展,浅层地卜水中的热也可以通过热泵加以利用。新的环境问题。调整地热能利用结构,依靠技术的创新与发展,是解决粗放式开发的关键问题。
3.3 地热利用结构调整
调整地热能利用结构,依靠技术的创新与发展,是解决粗放式开发的关键问题。地热开发利用中存在的小科学、小合理、小经济,浪费大、污染重的诸多问题,只有依靠结构调整与科技应用才能解决。地热开发利用中存在的小科学、小合理、小经济,浪费大、污染重的诸多问题,只有依靠结构调整与科技应用才能解决。要借助于市场的推动,政府的协调,资源意识的增强,公众的参与,大力推进地热利用中新技术、新工艺、新方法的应用,解决长期以来一直小好解决的诸如腐蚀问题、地热弃水温度高的问题、地热资源的多种功能小能全部发挥的问题等。通过科技创新,把跨学科,跨领域的技术相互结合,取长补短,实现突破。
结束语
近年来,我国地热利用技术取得了长足的进展。通过技术创新,形成了一系列的地热利用新技术与新工艺,提高了资源的利用率,保护了资源与环境。另外,热泵技术、低温地板辐射采暖技术、信息技术的应用给地热能利用中存在的问题提供了解决方法。开发利用领域也小断拓展,目前中低温地热能已广泛用于供暖、养殖、种植、旅游及工业干燥等领域。随着勘探、开发技术的进一步发展,深部地热能开发将具有更加巨大的潜力。
参看文献:
[1] 胡斌,王愚.浅谈地热发电技术[J].东方电气评论.2019(03).84-88
[2] 闻鑫.地热资源开发应用现状及趋势探讨[J].化工管理.2018(25).109
[3] 曹耀峰.地热即将成为有竞争力的新能源[J].能源.2015(11).102-105
关键词:地热,新能源,研究进展,发展展望
煤炭、石油等傳统能源在给人类创造财富的同时,也给环境造成了巨大的污染,寻找环保型替代能源势在必行。以太阳能、风能、潮汐能、地热能等为代表的绿色新能源的开发利用已成为世界能源研究的热点。在新能源中,地热是一种最为现实并具有竞争力的可再生能源,其开发利用正在成为垒球应时气候变化的一个不可忽视的重要手段。我国地热能开发利用已取得了长足进展,利用领域也不断扩展,现已广泛用于区域供暖、居民生活热水、温泉旅游、温泉理疗等。通过技术革新与工艺改造,形成了一系列地热利用新技术与新工艺,从发展趋势看,深部地热能的开发以及低温地热能的利用前景广阔。
1地热能开发利用现状
我国地热能利用发展很快,到目前为止,地热已广泛用于供暖、温室、干燥、旅游及发电等领域。随着地热能利用技术的小断提高,其利用率也小断提高,而且,利用方式也逐步由粗放式利用向集约式利用转变,逐步走向可持续发展的道路。地热能的开发利用包括发电和非发电利用两个方面。高温地热资源主要用于发电,发电后排出的热水可进行逐级多用途利用;中低温地热资源则以直接利用为主,多用于采暖、干燥、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及人民的日常生活等方面。
1.1地热取暖。
地热能直接用于采暖、供热和供热水是最经济、最简便、最有效的利用方式,在有地热资源的地方钻一口井,将地下热水直接引入所需要的地方。
1.2地热发电。
高压热水从热水井中抽至地面,由于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽,蒸汽送至汽轮机做功;而分离后的热水可继续利用后排出,或通过“还原井”送回地下。
2 地热利用新技术
自上世纪90年代以来,我国地热工程技术取得了长足进展,利用领域也小断扩大,勘探、开发、利用技术小断创新。地热热泵技术、地热梯级利用技术、回灌技术、深部地层储能反季节循环利用技术等在地热能在供暖、环保等方面存在的问题提供了解决方法。另外,通过技术革新与工艺改造,形成了一系列地热利用新技术与新工艺,提高了资源的利用率,进一步保护了资源与环境。
2.1地热热泵技术
地热交换器后的地热尾水温度一般在40~50℃左右,很难再用来直接供热,如果直接排放到环境中,不仅造成能源的浪费,也造成了环境的热污染。热泵是高效利用低温余热的节能装置,通过热泵,可以从低温地热尾水中提取热量,从而降低地热尾水的排放温度,提高了地热能的利用率。
2.2地热梯级利用技术
地热梯级利用就是多级次地从地热水中提取热能,多层次地利用,以达到“能尽其用”的目的。通常情况下,可以将地热能要供暖的总负荷分成高温供暖部分与低温供暖部分,高温部分一般可以采用管网方式供暖,低温部分可以采用地板辐射采暖等。另外.根据地热井出水温度、流量与热量损耗指标等参数,计算出地热能的供热量,并相应地将总供热量按梯次换取,进行供热。
2.3回灌技术
地热资源是在漫长的地质历史时期内形成的,其补给来源十分有限。如果长期以单井形式开发,不仅会造成热储层水位下降,而且由于尾水温度过高,会造成环境热污染。回灌是解决上述问题的根本方法。
2.4深部地层储能反季节循环利用技术
该技术的基本思路是:利用对井,存储经热泵提冷或提热后的“热水”或“冷水”。在冬季把热水源抽出来供暖,在夏季把冷水源抽出来制冷,实现“夏灌冬用”进行供热,“冬灌夏用”解决制冷的反季节循环利用。这项技术的关键是用热(冷)小用水,小仅节约了能源,还避免了环境的污染问题。
3发展趋势
3.1深部地热能的开发
地球内部蕴藏着巨大的热能,进入地球内部越深,温度就越高。目前,我国开采地热能一般在地表以上3500m以内,而且以水热型地热能为主。实际上,水热型地热能的储量相对于地球热库来说,数量是很少的,而且温度相对也要低。大部分地热能赋存于岩石中,称干热岩。干热岩中地热能的开发潜力巨大,但开发利用技术还小成熟,还有待于进一步研究。
3.2低温地热能的利用
一般情况,高于45℃的地球热能才称为地热能。热泵技术的应用,使得地热能的概念可以进一步拓展,浅层地卜水中的热也可以通过热泵加以利用。新的环境问题。调整地热能利用结构,依靠技术的创新与发展,是解决粗放式开发的关键问题。
3.3 地热利用结构调整
调整地热能利用结构,依靠技术的创新与发展,是解决粗放式开发的关键问题。地热开发利用中存在的小科学、小合理、小经济,浪费大、污染重的诸多问题,只有依靠结构调整与科技应用才能解决。地热开发利用中存在的小科学、小合理、小经济,浪费大、污染重的诸多问题,只有依靠结构调整与科技应用才能解决。要借助于市场的推动,政府的协调,资源意识的增强,公众的参与,大力推进地热利用中新技术、新工艺、新方法的应用,解决长期以来一直小好解决的诸如腐蚀问题、地热弃水温度高的问题、地热资源的多种功能小能全部发挥的问题等。通过科技创新,把跨学科,跨领域的技术相互结合,取长补短,实现突破。
结束语
近年来,我国地热利用技术取得了长足的进展。通过技术创新,形成了一系列的地热利用新技术与新工艺,提高了资源的利用率,保护了资源与环境。另外,热泵技术、低温地板辐射采暖技术、信息技术的应用给地热能利用中存在的问题提供了解决方法。开发利用领域也小断拓展,目前中低温地热能已广泛用于供暖、养殖、种植、旅游及工业干燥等领域。随着勘探、开发技术的进一步发展,深部地热能开发将具有更加巨大的潜力。
参看文献:
[1] 胡斌,王愚.浅谈地热发电技术[J].东方电气评论.2019(03).84-88
[2] 闻鑫.地热资源开发应用现状及趋势探讨[J].化工管理.2018(25).109
[3] 曹耀峰.地热即将成为有竞争力的新能源[J].能源.2015(11).102-105