周雪
中石化新星河南新能源开发有限公司,河南 郑州,457000
摘要:地热能是一种清洁能源并且可以循环使用,对于改变我国能源结构具有重要的作用。同时我国具有丰富的地热资源,目前我国的地热能源使用率已经位居全球之首,但地热能源的开发价值依然巨大,为了提高我国地热能源的利用率,还需要进一步加强对地热资源的勘探工作。但目前我国地热能源在开发过程中依然面临着许多问题,这些问题制约着我国地热能源利用效率的提高。因此,本文对我国地热能开发利用技术的现状进行研究,希望能提高我国地热能源的利用效率,促进我国经济的可持续发展。
关键词:地热能;开发利用;技术现状
0引言
相比其他能源,地热能具有稳定、连续、高效的优点,特别是随着我国化石能源的不断紧张,地热能在我国得到了广泛的重视。我国既是资源大国也是资源消耗大国,因此急需开发一种清洁环保的新能源。而地热能在一定程度上满足我国的实际需求,首先我国地热能资源丰富,其储量是煤炭资源的2.5倍以上,在地下2千米内所储存的地热能达到2500亿吨煤炭燃烧产生的热量。我国每年可开采的地热能在68亿立方米,其所释放的热量可以达到973万亿KJ。从目前地热能的利用规模上来看,我国一直居于世界首位,并在以每年10%的速度增长。地热能是可再生能源,且在实际使用过程中不会产生任何环境污染,是一种绿色安全持续性强的资源,这对于缓解我国化石能源的危机具有重要作用。
1我国地热能的发展现状
我国国土面积辽阔,具有非常丰富的地热能源,在全国范围内所发现的热水活动区域就多达2500多处,主要分布在我国东南沿海和西南部,整体上形成环太平洋地热带与藏滇地热带。环太平洋地热带包含了我国东南沿海地区、台湾以及辽东半岛,而其中温度最高的地热田主要位于我国台湾省,其余省份的地热田温度均在150℃以下。藏滇地热带主要位于我国的喜马拉雅地区,也是全世界最大的地热带之一,区域内的地热资源活动非常强烈,目前已经发现的水热活动区域多达近百处,属于水热型与蒸汽型混合的地热带。除了两大地热带以外在我国东部也分布着一些温泉和地热资源,但是这些区域都属于低温地热资源,水温通常在90℃以下。在我国山脉隆起与岩层断裂所形成的盆地或裂谷中也分布着一些低温地热资源。目前我国地热能源利用较好的地区主要分布在天津、北京、西藏以及辽宁省地区。
虽然我国地热资源丰富,但是近几年来在地热发电方面的应用却没有太大的进展,目前也只有我西藏羊八井利用高温蒸汽来进行发电,而我国其他地区的四处发电厂因为技术问题则不得不停产。在中低温地热资源发电上,在上世纪70年代就已经部署了相关的发电系统,但由于设备老化发电系统于2008年停运。但从整体上来看,我国对地热资源的利用率一直在逐步提升,正向着规模化、产业化的方向发展。对地热资源的管理与利用技术也越发成熟,减少了不必要的资源浪费,提高了地热能转化的效率,降低了我国对石化资源的依赖。
近些年来,在我国南方城市浅层地热的利用技术发展较快,部分小区已经整体使用地热能源来进行供暖与制冷,每年所产生的热量将减少5600万吨煤炭的燃烧。这在满足人们日常生活需求的同时,降低了传统石化资源的消耗,减少了二氧化碳的排放。目前地热资源在休闲旅游业、温室养殖以及工业中得到了广泛的应用,我国部分地区也开始不断尝试对当地地热能源的使用。
2地热能开发利用技术现状
由于我国国土面积辽阔,我国的地热资源是非常丰富的,而目前我国利用地热的主要手段是通过地热资源发电、供暖和制冷,在医疗、农业以及矿泉水等方面都有应用。
2.1地热发电技术
从发电成本上来看,地热能的发电成本最低,且在建造完成后设备的使用周期较长,相比于水力发电,地热能发电不受外界自然环境的影响,可以为电网提供稳定且连续的电力资源,在发电过程中也不会向自然环境中排放有害气体和垃圾,不会对周围环境造成影响。我国地热资源在不同地区的分布其温度存在差异,因此对于温度较高的地热资源,地热发电是首选,地热能发电站主要利用地下热能所产生的天然蒸汽或水气,带动发动机从而产生电能。我国最早的地热电站是1977年的羊八井电站,羊八井发电站主要依靠地下的高温蒸汽,从而持续产生电力资源。
2.2地热采暖与制冷技术
地热采暖技术前期的资金投入较高,与传统的锅炉供暖相比其成本只有1/4,可以为用户日夜供应热水,同时不会对环境造成污染。这种采暖方式也节省了传统采暖方式的运输管道和占用大量的面积。能有效提高我国社会经济的效益,是一种非常理想的采暖手段。除了可以用于日常生活的采暖外,还可以将地热能供给一些工厂,如谷物干燥、食品加工、造纸、酿酒、制糖等。我国地热能在采暖与制冷方面的发展非常迅速,目前在我国的京津地区地热能的使用最为普遍。
地热能采暖与制冷的广泛使用得益于热泵技术的大面积推广,解决了以往地热能利用的弊端,其装机容量更是以每年20%的速度增长。目前我国许多省市都开启了地热能热泵工程,供暖与制冷面积不断提升,在地热能的利用规模上也越来越大。在我国已经出现整体小区都采用地热能空调系统,在夏季能为用户提供冷气,在冬季能为用户提供采暖,热泵系统也能为用户提供适宜的冷水与热水。在我国部分火车与汽车站也采用浅层地热能对其进行供暖或制冷,实现节能减排的目的。
2.3地热工农业应用技术
目前地热能已经在纺织、印染、造纸、蔬菜脱水等多个领域进行使用。并在实际应用过程中取得了良好的应用效果,降低了企业能源消耗,提高了企业的经济效益。地热能在工农业中的应用,也改变了企业对能源的利用方式,促进了工艺流程的简化,不仅提高了产品的品质,还节省了大量传统石化能源的消耗。
目前地热能在农业中的应用较为广泛,特别是我国华北地区开始使用地热水灌溉农田,通过向农田注入30℃的热水,来解决华北地区春寒季节早稻烂秧的问题。地热水还可以用于养鱼,这是因为水温在28℃以下,有利于鱼类快速生长从而提高鱼的产量。目前在我国部分地区已经开始了关于养殖类的试点,并取得了一定的成绩。地热能还可以用于建设地热温室,这种温室可以用于种植瓜果蔬菜以及培育菌种等,地热能在农业中的广泛应用促进了我国工农业的发展。
2.4地热医疗保健应用技术
地热能在医疗领域的应用是一种新的发展方式,从地下抽取到热矿水是一种宝贵的资源,其中包含着大量的特殊化学元素,这些元素对人类的一些疾病具有治愈效果。如碳酸矿泉水能有效的调节人类胃部的酸度,平衡人体的酸碱度;如氢、硫水氢矿泉水可以有效的治疗神经衰弱与皮肤类疾病。
3结语
地热资源是一种可再生资源,在我国传统石化资源紧张的情况下,地热资源的利用前景非常广阔。目前在我国发电、工农业、供暖制冷以及医疗等领域的发展潜力巨大。地热资源的广泛使用能给我国带来良好的经济效益与环境效益,会降低我国整体的碳排放量,有利于我国可持续发展战略的实施。地热资源是一种可再生无污染的资源,我国有关部门应加大监管,并出台相应的优惠政策,促进我国地热资源的利用率。并加强相关的技术攻关,解决我国目前地热资源的利用技术难题,从而更加高效的使用地热资源,实现节能减排的目的。
参考文献
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