地熱能利用技術分析

時間：2024-08-21 20:49:35 能源審計師

地熱能利用技術分析

　　地熱能是指蘊藏在地殼中能夠為人類經濟地開發利用的熱資源。地熱能可分為淺層地溫能、常規地熱能和干熱巖地熱能。那么，下面是小編為大家整理的地熱能利用技術分析，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　一、地熱能的概念和優點

　　第一，地熱能的基本概念

　　地熱能是指蘊藏在地殼中能夠為人類經濟地開發利用的熱資源。地熱能可分為淺層地溫能、常規地熱能和干熱巖地熱能。200米以淺的稱為淺層地溫能，200米至3000米的稱為常規地熱能，3000米至10000米的稱為干熱巖地熱能。常規地熱能的高溫部分和干熱巖資源供地熱發電利用，常規地熱能的低溫部分和淺層地溫能用作供暖和其他熱利用。

　　第二，地熱能的主要優點與其他可再生能源比較

　　地熱能利用的優點是其利用系數最大。中國科學院院士汪集旸指出，地熱發電利用系數是0.73，平均一年工作6400小時以上，生物質、水力、潮汐、風力發電和太陽能發電的利用系數分別是0.52、0.42、0.23、0.21和0.14，在同樣裝機容量下，地熱能發電年發電量是風力發電的3.5倍，是太陽能發電的5倍。

　　二、我國地熱能分布及重慶地熱資源狀況

　　第一，我國地熱能分布

　　我國是以中低溫為主的地熱資源大國，全國地熱資源潛力接近全球的8%。據國土資源部初步評價，我國淺層地熱能資源量相當于95億噸標準煤，年可利用量約3.5億噸標準煤;常規地熱能資源量相當于8530億噸標準煤，年可利用量約6.4億噸標準煤;干熱巖地熱能理論資源量相當于860萬億噸標準煤，約為2013年全國能源消費總量的20多萬倍。高溫(>150℃)對流型地熱資源，主要分布在西藏、騰沖現代火山區及臺灣地區;中溫(90～150℃)、低溫(<90℃)對流型地熱資源，主要分布在沿海一帶如廣東、福建、海南等省區;中低溫傳導型地熱資源，分布在華北、松遼、四川、鄂爾多斯等地的大中型沉積盆地之中。

　　第二，重慶市地熱資源

　　根據《重慶市地熱資源總體規劃報告》，全重慶市地熱資源總量為3.3×1017千焦，可采水量約為4.64億立方米/年(約127萬立方米/天)。

　　重慶市淺層地溫能資源150米以淺的可利用資源量約為1.26億千瓦，100米以淺的可利用資源量約為0.77億千瓦;涪陵區、黔江區、萬州區、一小時經濟圈150米以淺的可利用資源量分別約為7.33萬千瓦、221萬千瓦、881萬千瓦、7220萬千瓦;涪陵區、黔江區、萬州區、一小時經濟圈100米以淺的可利用資源量分別約為472萬千瓦、142萬千瓦、567萬千瓦、4640萬千瓦。

　　重慶市鉆孔深度取150米則地埋管地源熱泵能滿足制冷面積約為12.6億平方米建筑的空調冷負荷,鉆孔深度取100米則地埋管地源熱菜能滿足制冷面積約為7.7億平方米建筑的空調冷負荷。涪陵區、黔江區、萬州區、一小時經濟圈150米以淺的可利用資源量分別能滿足制冷面積約為7340萬平方米、2210萬平方米、8810萬平方米、7.22億平方米建筑的空調冷負荷;涪陵區、黔江區、萬州區、一小時經濟圈100米以淺的可利用資源量分別能滿足制冷面積約為4710萬平方米、1420萬平方米、5670平方米、4.64億平方米建筑的空調冷負荷。

　　三、地熱能利用途徑

　　地熱能利用分為地熱發電和地熱直接利用兩種途徑。

　　第一，地熱發電

　　地熱發電是利用地下熱水和蒸汽為動力源，把熱能在汽輪機中轉變為機械能，帶動發電機發電的發電技術，適用于高溫地熱資源的開發利用，可分為蒸汽型和熱水型地熱發電兩大類。

　　其一，蒸汽型地熱發電

　　蒸汽型地熱發電主要應用在溫度高于150攝氏度的干熱巖資源地熱田，把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽輪發電機組發電，發電方式簡單。干蒸汽地熱資源較少，且多存于較深的地層，開采難度大，發展受到限制。

　　其二，熱水型地熱發電

　　熱水型地熱發電主要利用高溫熱水，溫度范圍為150攝氏度-100攝氏度，主要有閃蒸地熱發電和中間介質法地熱發電兩種方式。閃蒸地熱發電是將高溫高壓熱水抽至地面，部分熱水會沸騰并“閃蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽輪機做功;中間介質法地熱發電就是通過熱交換器利用熱水來加熱某種低沸點的工質，使之變為蒸汽，推動氣輪機做功發電，該種發電方式能有效利用中低溫地熱資源，適合溫度為低于100攝氏度的地熱資源發電。

　　重慶市地熱資源主要以熱水型中低溫為地熱資源主，地下數百米至三千余米的地熱水溫基本在25至62攝氏度，重慶市推廣地熱發電還有待相關技術的進一步成熟和投資成本的下降。

　　第二，地熱能直接利用

　　主要是用于工業加工、建筑采暖制冷、農業溫室、農田灌溉、洗浴醫療、旅游等領域。

　　其一，建筑物采暖制冷。主要是利用地源熱泵技術，將土壤、地表或者地下水體中的熱量進行轉換，供建筑物采暖制冷。如重慶大劇院采用江水源熱泵機組，以嘉陵江水作為熱源和冷源，實現全年替代常規能源量1502噸標煤，年減排二氧化碳3710噸、二氧化硫30噸、粉塵15噸，年節約運行費用152萬元，具有較好的節能效益。

　　其二，地熱能農用技術。主要集中在地熱溫室種植和水產養殖方面，地熱灌溉、地熱孵化禽類、地熱烘干蔬菜、地熱加溫沼氣池等也在發展之中。

　　其三，地熱能醫療利用技術。地熱流體溫度較高、含有特殊的化學與其他成分、生物活性離子及放射性物質，對人體器官功能具有醫療、調節作用，可利用地熱進行水療、氣療和泥療。

　　其四，地熱用于旅游娛樂。溫泉與旅游相結合，是我國地熱利用發展較快的領域。

　　四、重慶市地熱資源利用狀況及問題

　　第一，利用現狀

　　重慶市地熱利用以溫泉旅游、地源熱泵利用為主。2015年，全市已運營溫泉旅游項目33個，預計溫泉游客接待量將達2500萬人次，地熱水開采利用相當節約標準煤8萬噸左右，減排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和懸浮質粉塵分別為23萬噸、1600噸、570噸和770噸，節省燃料成本近4000萬元，節省治理費用1700萬元。

　　2011年至2015年全市建筑中熱泵系統應用面積達到380萬平方米，其中水源熱泵系統應用面積達到300萬平方米，地源熱泵系統應用面積達到80萬平方米。

　　第二，存在的問題

　　其一，投資成本較高。重慶地區地下巖石多，且成片，鉆井費用高，目前地熱利用工程的投資較大。

　　其二，老城區建設密度大，地下管網分布復雜，對老城區的空調進行熱泵技術改造，施工難度較大，技術要求高。

　　其三，重慶市地熱資源開發利用的基礎工作有待加強。一是全市統一的地熱資源信息系統需要建立;二是需要政府出臺地源熱泵資源開采區規劃及指導意見。

　　五、相關政策介紹

　　第一，《關于促進地熱能開發利用的指導意見(國能新能〔2013〕48號)》提出，到2015年，全國地熱供暖面積達到5億平方米，地熱發電裝機容量達到10萬千瓦，地熱能年利用量達到2000萬噸標準煤，到2020年，地熱能開發利用量達到5000萬噸標準煤;中央財政重點支持地熱能資源勘查與評估、地熱能供熱制冷項目、發電和綜合利用示范項目;按照可再生能源電價附加政策要求，對地熱發電商業化運行項目給予電價補貼政策。

　　第二，《重慶市地熱資源管理辦法(重慶市人民政府令第256號)》規定，地熱資源探礦權、采礦權及其配套開發的經營性土地使用權，應按照國家有關規定通過招標、拍賣或者掛牌方式出讓;開采地熱資源應當依法繳納采礦權使用費、采礦權價款、礦產資源補償費和資源稅;地熱資源實行限量開采。

　　第三，《重慶市可再生能源建筑應用示范工程專項補助資金管理暫行辦法(渝財建[2007]427號)》規定，對利用可再生能源熱泵機組的空調，按機組額定制冷量每千瓦補貼800元;對利用可再生能源提供生活熱水的高溫熱泵機組，按機組額定制熱量每千瓦補貼900元。

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