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第三节地热能地热能综述•我们人类居住的这个星球，很像是一个巨大的“热水瓶”，外凉内热，而且是越往里温度越高。人们把蕴藏于地球内部的热能，叫做“地热能”。地球通过火山爆发和温泉外溢等途径，将其内部蕴藏的热能源源不断地输送到地面上来。地球内部推测温度分布曲线地热能综述•现代人们常说的温泉，就是人类的祖先在很久以前就开始利用的一种地热能。不过，人类对地热能的大规模开发利用，可以说现在才刚刚起步。因此地热能是一种开发潜力很大的新型能源。地热循环地热资源的类型•热水型：它是以水为主体的对流水热系统。这种地热能分布较广，约占已探明的地热资源的10%；其温度范围也很广，从接近于室温到高达390℃。地热资源的类型•蒸气型：是指以蒸气为主体的对流水热系统，以生产温度较高的过热蒸气为主，其中夹杂有少量的不凝结气体和少量的水(有的不含水)。这类地热能比较容易开发利用，但储量不多，仅占已探明的地热资源总量0.5%左右。地热资源的类型•地压型：是指在高压下由深部地层提取含有可溶性甲烷(沼气)的高盐分热水。它的温度约为150～260℃；其储量较大，约占已探明的地热资源的20%。地压型地热能的开发利用目前尚处于研究探索阶段。地热资源的类型•干热岩型：地层深处广泛存在的不含水分(或含有少量蒸汽)的岩石。它的温度约为150～650℃；其储量更大，约占已探明的地热资源总量的30%。地热资源的类型•熔岩型：是埋藏部位最深的一种完全熔化的热熔岩(即岩浆)，其温度高达650～1200℃。熔岩储存的热能比其他几种都多，约占已探明的地热资源总量的40%。不过在开采这种地热能时，需要在火山地区打几千米深的钻孔，所冒的风险很大，因此这种地热能目前尚未得到实际开发利用。地热能的利用•目前世界上大约有120多个国家和地区，已经发现和开采的地热泉及地热井多达7500多处。据估计在地球表层10km的范围内，地热资源达12.6×1026J,相当于4.6×1016t标准煤地热能的利用•对于地热能的开发利用，目前主要是在采暖、发电、育种、温室栽培和洗浴等方面。•地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。地热能的利用•在工业上，地热能可用于加热、干燥、制冷、脱水加工、提取化学元素、海水淡化等方面。•在农业生产上，地热能可用于温室育苗、栽培作物、养殖禽畜和鱼类等。例如，地处高纬度的冰岛不仅以地热温室种植蔬菜、水果、花卉和香蕉，近年来又栽培了咖啡、橡胶等热带经济作物。地热能的利用•在浴用医疗方面，人们早就用地热矿泉水医治皮肤病和关节炎等，不少国家还设有专供沐浴医疗用的温泉。地热发电系统•地热发电系统主要有四种：•地热蒸汽发电系统：利用地热蒸汽推动汽轮机运转，产生电能。本系统技术成熟、运行安全可靠，是地热发电的主要形式。西藏羊八井地热电站采用的便是这种形式。西藏羊八井地热电站装机容量（25180KW）地热蒸汽发电系统地热发电系统•双循环发电系统：也称有机工质朗肯循环系统。它以低沸点有机物为工质，使工质在流动系统中从地热流体中获得热量，并产生有机质蒸汽，进而推动汽轮机旋转，带动发电机发电。双循环发电系统地热发电系统•全流发电系统：本系统将地热井口的全部流体，包括所有的蒸汽、热水、不凝气体及化学物质等，不经处理直接送进全流动力机械中膨胀做功，其后排放或收集到凝汽器中。这种形式可以充分利用地热流体的全部能量，但技术上有一定的难度，尚在攻关。地热蒸汽发电系统地热发电系统•干热岩发电系统：利用地下干热岩体发电的设想，是美国人莫顿和史密斯于1970年提出的。1972年，他们在新墨西哥州北部打了两口约4000米的深斜井，从一口井中将冷水注入到干热岩体，从另一口井取出自岩体加热产生的蒸汽，功率达2300千瓦。进行干热岩发电研究的还有日本、英国、法国、德国和俄罗斯，但迄今尚无大规模应用。干热岩Thispowerplantprovidesabout25%oftheelectricityusedontheBigIslandofHawaii.Itisahybridbinaryandflashplant.世界最大地热电站美国加州吉瑟斯地热电站，1990年装机容量200万千瓦，占世界的1/3地热发电的好处•利用地热能来进行发电其好处很多：①建造电站的投资少，通常低于水电站；②发电成本比火电、核电及水电都低；③发电设备的利用时间较长；④地热能比较干净，不会污染环境；⑤发电用过的蒸汽和热水，还可以再加以用，如取暖、洗浴、医疗、化工生产等。地热能直接利用•地热能直接利用于烹饪、沐浴及暖房，已有悠久的历史。至今，天然温泉与人工开采的地下热水，仍被人类广泛使用。据联合国统计，世界地热水的直接利用远远超过地热发电。中国的地热水直接利用居世界首位，其次是日本。•地热水的直接用途非常广泛，主要有采暖空调、工业烘干、农业温室、水产养殖、温泉疗养保健等。地热供暖地热务农地热养殖我国的地热资源•据估计，全世界地热资源总量相当于4948万亿吨标准煤，据不完全统计，我国已查明地热资源相当于2000万亿吨标准煤。西藏、云南、四川、广东、福建等地的温泉多达1503处，占全国温泉总数的61.3％。在全国121个水温高于80℃的温泉中，云南，西藏占62％，广东、福建占18.2％，其他省区不足1／5。我国的地热资源我国的地热资源•我国地热资源的特点是类型较多，有近期火山和岩浆活动类型；有把皱山区断裂构造类型；还有中新生代自流水盆地类型。其形成主要受构造体系和地震活动的影响，与火山活动密切相关。我国的地热资源•根据其形成的地质作用和赋存条件，可以划分为三种类型：1、火山或岩浆型地热资源；2、盆地型中低温地热资源；3、断裂带型中低温地热资源。地热能的未来•一个个地热电站在21世纪将屹立在世界各地。地热带出的硫化氢被浓缩、提炼成为制造硫酸和其他化工产品的原料。地热水经过利用后，又成为清洁的水源供人们生产和生活使用，开拓了一条新水源。地热能的未来•未来21世纪，一座座活火山将成为一个个热电厂；一块块地震频发区，反而成为一个个地热开采的中心；地热资源是地球奉献给人类的又一个能量宝库，有其不可估量的前途。