地熱能的應(yīng)用及發(fā)展前景

摘 要：自18世紀60年代英國工業(yè)革命開始，人類社會進入到一個嶄新的時代，能源動力逐步代替了傳統(tǒng)的手工勞動。隨著社會的不斷發(fā)展，各國對能源的需求量不斷加大，這使得世界上儲存的能源資源不斷減少，人類或?qū)⒚媾R能源短缺的問題，加之人們以前對能源的認知程度較低，浪費現(xiàn)象較嚴重，導致我們現(xiàn)在不得不尋找新型能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的能源，如今我們正逐漸向以天然氣為主的轉(zhuǎn)變，同時風能、核能、光能、地熱能、太陽能等可再生能源也正得到廣泛的利用，這顯然會成為今后替代能源的主流。

前 言：地熱能開發(fā)利用對環(huán)境的有害影響小。因此，地熱能作為替代能源不論是用于發(fā)電還是直接熱利用，都能大幅度減輕對環(huán)境的不利影響。我國地熱能開發(fā)利用興起干70年代初，目前我國新能源和可再生能源發(fā)展綱要中地熱能也被列為主要任務(wù)，進一步擴大地熱直接利用和發(fā)電利用。

（一）地熱能簡介

地熱能是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內(nèi)部的熔巖，并以熱力形式存在，是引致火山爆發(fā)及地震的能量。地球內(nèi)部的溫度高達7000℃，而在80至100公英里的深度處，溫度會降至650至1200℃。透過地下水的流動和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼，熱力得以被轉(zhuǎn)送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱了的水終會滲出地面。運用地熱能簡單和合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，并抽取其能量，為人們提供所需的能源。

（二）地熱能的分布

世界地熱資源主要分布于以下5個地熱帶：

1、環(huán)太平洋地熱帶。世界大的太平洋板塊與美洲、歐亞、印度板塊的碰撞邊界，即從美國的阿拉斯加、加利福尼亞到墨西哥、智利，從新西蘭、印度尼西亞、菲律賓到中國沿海和日本。世界許多地熱田都位于這個地熱帶，如美國的蓋瑟斯地熱田，墨西哥的普列托、新西蘭的懷臘開、中國臺灣的馬槽和日本的松川、大岳等地熱田。

2、地中海、喜馬拉雅地熱帶。歐亞板塊與非洲、印度板塊的碰撞邊界，從意大利直至中國的滇藏。如意大利的拉德瑞羅地熱田和中國西藏的羊八井及云南

的騰沖地熱田均屬這個地熱帶。

3、大西洋中脊地熱帶。大西洋板塊的開裂部位，包括冰島和亞速爾群島的一些地熱田。

4、紅海、亞丁灣、東非大裂谷地熱帶。包括肯尼亞、烏干達、扎伊爾、埃塞俄比亞、吉布提等國的地熱田。

5、其他地熱區(qū)。除板塊邊界形成的地熱帶外，在板塊內(nèi)部靠近邊界的部位，在一定的地質(zhì)條件下也有高熱流區(qū)，可以蘊藏一些中低溫地熱，如中亞、東歐地區(qū)的一些地熱田和中國的膠東、遼東半島及華北平原的地熱田。

（三）地熱能的應(yīng)用

地熱發(fā)電：地熱發(fā)電是地熱利用的重要方式。高溫地熱流體應(yīng)首先應(yīng)用于發(fā)電。地熱發(fā)電和火力發(fā)電的原理是一樣的，都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。所不同的是，地熱發(fā)電不象火力發(fā)電那樣要裝備龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱能。地熱發(fā)電的過程，就是把地下熱能首先轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，然后再把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程。要利用地下熱能，首先需要有“載熱體”把地下的熱能帶到地面上來。目前能夠被地熱電站利用的載熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水。

地熱供暖：將地熱能直接用于采暖、供熱和供熱水是僅次于地熱發(fā)電的地熱利用方式。因為這種利用方式簡單、經(jīng)濟性好，備受各國重視，特別是位于高寒地區(qū)的西方國家，其中冰島開發(fā)利用得好。該國早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上*個地熱供熱系統(tǒng)，現(xiàn)今這一供熱系統(tǒng)已發(fā)展得非常完善，每小時可從地下抽取7740噸80℃的熱水，供全市11萬居民使用。由于沒有高聳的煙囪，冰島首都已被譽為“世界上清潔無煙的城市”。此外利用地熱給工廠供熱，如用作干燥谷物和食品的熱源， 用作硅藻土生產(chǎn)、木材、造紙、制革、紡織、釀酒、制糖等生產(chǎn)過程的熱源也是大有前途的。我國利用地熱供暖和供熱水發(fā)展也非常迅速，在京津地區(qū)已成為地熱利用中普遍的方式。

地熱務(wù)農(nóng)：地熱在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用范圍十分廣闊。如利用溫度適宜的地熱水灌溉農(nóng)田，可使農(nóng)作物早熟增產(chǎn)；利用地熱水養(yǎng)魚，在28℃水溫下可加速魚的育肥，提高魚的出產(chǎn)率；利用地熱建造溫室，育秧、種菜和養(yǎng)花；利用地熱給沼氣池加溫，提高沼氣的產(chǎn)量等。將地熱能直接用于農(nóng)業(yè)在我國日益廣泛，北京、天

津、西藏和云南等地都建有面積大小不等的地熱溫室。各地還利用地熱大力發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，如培養(yǎng)菌種、養(yǎng)殖非洲鯽魚、鰻魚、羅非魚、羅氏沼蝦等。

地熱行醫(yī)：地熱在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用有誘人的前景，目前熱礦水就被視為一種寶貴的資源，世界各國都很珍惜。由于地熱水從很深的地下提取到地面，除溫度較高外，常含有一些特殊的化學元素，從而使它具有一定的醫(yī)療效果。如含碳酸的礦泉水供飲用，可調(diào)節(jié)胃酸、平衡人體酸堿度；含鐵礦泉水飲用后，可治療缺鐵貧血癥；氫泉、硫水氫泉洗浴可治療神經(jīng)衰弱和關(guān)節(jié)炎、皮膚病等。由于溫泉的醫(yī)療作用及伴隨溫泉出現(xiàn)的特殊的地質(zhì)、地貌條件，使溫泉常常成為旅游勝地，吸引大批療養(yǎng)者和旅游者。我國利用地熱治療疾病的歷史悠久，含有各種礦物元素的溫泉眾多，因此充分發(fā)揮地熱的醫(yī)療作用，發(fā)展溫泉療養(yǎng)行業(yè)是大有可為的。

（四）地熱能的發(fā)展狀況

相對于太陽能和風能的不穩(wěn)定性，地熱能是較為可靠的可再生能源，這讓人們相信地熱能可以作為煤炭、天然氣和核能的優(yōu)替代能源。另外，地熱能確實是較為理想的清潔能源，能源蘊藏豐富并且在使用過程中不會產(chǎn)生溫室氣體，對地球環(huán)境不產(chǎn)生危害。

和其他可再生能源起步階段一樣，地熱能形成產(chǎn)業(yè)的過程中面臨的大問題來自于技術(shù)和資金。地熱產(chǎn)業(yè)屬于資本密集型行業(yè)，從投資到收益的過程較為漫長，一般來說較難吸引到商業(yè)投資?？稍偕茉吹陌l(fā)展一般能夠得到政府優(yōu)惠政策的支持，例如稅收減免、政府補貼以及獲得優(yōu)先貸款的權(quán)力。在相關(guān)優(yōu)惠政策的指引下，投資者們將更有興趣對地熱項目進行投資建設(shè)。 地熱能的利用在技術(shù)層面上有待發(fā)展的主要是對開采點的準確勘測以及對地熱蘊藏量的預測。由于一次鉆探的成本較高，找到合適的開采點對于地熱項目的投資建設(shè)至關(guān)重要?，F(xiàn)在，地熱產(chǎn)業(yè)采取引進石油、天然氣等常規(guī)能源勘測設(shè)備，為地熱能尋找準確的開采點。 世界其他國家和地區(qū)也在為地熱能的發(fā)展提供更多的便利和支持。大約40多個國家已經(jīng)將地熱能發(fā)展列入議程，都為此新型能源做出深入的研究。

（五）地熱能的前景 如今的人們十分關(guān)注健康之道，故而出現(xiàn)了許多用地熱資源發(fā)展的溫泉事業(yè)，這無疑有著十分豐富的市場前景。

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