登陆注册
10289400000012

第12章 地球体温——地热能

1.地下热宝——地热能

地热能属于可再生能源,由于它是来自地壳内部的热能,所以有“地球体温”之称。

地热来源主要是地球内部长寿命放射性同位素热核反应产生的热能。具体的地热能是指在当前的技术经济和地质环境条件下能够科学、合理地开发出来的,地壳岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组分。

地热能是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000摄氏度,而在80至100千米的深度处,温度会降至650℃~1200℃;透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1000~5000米的地壳,热力得以被转送到较接近地面的地方;高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取它们的能量。

地热能的能量是指离地球表面5000米深,15℃以上的岩石和液体的总含热量。目前地热资源勘察的深度可达到地表以下5000米,据推算全球储存的地热资源相当于5000亿吨标准煤的当量。

截至上世纪末,世界地热资源开发利用于发电的总装机容量为588万千瓦,地热水的中低温直接利用约相当于1137万千瓦。

2.热感地带——地热能的类型和分布

在世界范围内,地热资源非常丰富。由于各国分类的标准不同,地热能就有不同的类型。

按照储存形式,地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。

一般意义上,地热资源是按温度划分类型。我国把高于150℃的称为高温地热,主要用于发电;低于150℃温度标准的地热能叫中低温地热,通常直接用于采暖、工农业加温、水产养殖及医疗和洗浴等方面。

地热能在世界很多地区应用相当广泛。据估计,每年从地球内部传到地面的热能相当100PW·h(每1小时为10——6瓦)。不过,地热能的分布相对来说比较分散,开发难度大。

地热能集中分布在地球构造板块边缘一带,也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度,那么地热能便是可再生的。

世界地热资源主要分布于以下5个地热带:

①环太平洋地热带。世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界,即从美国的阿拉斯加、加利福尼亚到墨西哥、智利,从新西兰、印度尼西亚、菲律宾到中国沿海和日本。世界许多地热田都位于这个地热带,如美国的盖瑟斯地热田,墨西哥的普列托,新西兰的怀腊开,中国台湾省的马槽和日本的松川、大岳等地热田。

②地中海、喜马拉雅地热带。欧亚板块与非洲、印度板块的碰撞边界,从意大利直至中国的滇藏。如意大利的拉德瑞罗地热田和中国西藏的羊八井及云南的腾冲地热田均属这个地热带。

③大西洋中脊地热带。大西洋板块的开裂部位,包括冰岛和亚速尔群岛的一些地热田。

④红海、亚丁湾、东非大裂谷地热带。包括肯尼亚、乌干达、扎伊尔、埃塞俄比亚、吉布提等国的地热田。

⑤其他地热区。除板块边界形成的地热带外,在板块内部靠近边界的部位,在一定的地质条件下也有高热流区,可以蕴藏一些中低温地热,如中亚、东欧地区的一些地热田和中国的胶东、辽东半岛及华北平原的地热田。

3.取精用弘——地热能的利用

人类很早以前就开始利用地热能,但真正较大规模开发利用地热能始于20世纪中期。世界各国在地热资源开发利用方面,大都经历了沐浴医疗、供热采暖和地热发电3个阶段。

地热还能直接用于采暖、供热和供热水,简单、经济。然而受区域地质条件限制,并不是任何地方都有可供利用的地热资源。在利用地热发电时,要挖地热井,可能会破坏自然景观。另外,地热的热水中可能会溶有重金属等有害物质,蒸气中可能会带有毒性的气体。

地热能的利用过程中,地热能可分为地热发电和直接利用两大类。

(1)地热发电

地热发电是地热利用的最重要方式,地热发电和火力发电的原理是一样的,都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电。所不同的是,地热发电不像火力发电那样要装备庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能。

目前,能够被地热电站利用的载热体,主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其他特性的不同,可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。

①蒸汽型地热发电

蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电,但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。这种发电方式最为简单,但干蒸汽地热资源十分有限,且多存于较深的地层,开采技术难度大。

②热水型地热发电

热水型地热发电是地热发电的主要方式。目前热水型地热电站有闪蒸系统和双循环系统两种循环系统。

现在,世界上18个主要国家有地热发电,总装机容量5827.55兆瓦。其中,装机容量在100兆瓦以上的国家有美国、菲律宾、墨西哥、意大利、新西兰、日本和印尼。我国的地热资源也很丰富,但开发利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省区。

早在20世纪70年代初,我国就开始利用地热水进行发电试验。广东的丰顺是第一个用91℃热水,采用减压扩容方式发电成功的试点。随后在河北、山东、江西和湖南等省建起9台发电试验装置,最大的容量为300千瓦,最小只有50千瓦,利用的热水为66℃~92℃。目前,只有广东丰顺和湖南的灰汤两个电站仍在运行,从发电设备到运行技术均较简单,建站投资也不大。根据羊八井262℃流体参数的初步计算,一口井至少可供发电10兆瓦。

(2)地热供暖

将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。特别是位于高寒地区的西方国家,其中冰岛开发利用得最好。由于地热供暖没有高耸的烟囱,冰岛首都也被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。此外,利用地热给工厂供热,如用作干燥谷物和食品的热源,用作硅藻土生产、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源也是大有前途的。

(3)地热务农

地热在农业中的应用范围十分广阔。如利用温度适宜的地热水灌溉农田,可使农作物早熟增产;利用地热水养鱼,在28℃水温下可加速鱼的育肥,提高鱼的出产率;利用地热建造温室,育秧、种菜和养花;利用地热给沼气池加温,提高沼气的产量等。

将地热能直接用于农业在我国日益广泛应用,北京、天津、西藏和云南等地都建有面积大小不等的地热温室。各地还利用地热大力发展养殖业。

(4)地热行医

由于地热水从很深的地下提取到地面,除温度较高外,常含有一些特殊的化学元素,从而使它具有一定的医疗效果:如合碳酸的矿泉水供饮用,可调节胃酸、平衡人体酸碱度;含铁矿泉水饮用后,可治疗缺铁贫血症;氢泉、硫水氢泉洗浴可治疗神经衰弱和关节炎、皮肤病等。

同时,温泉的医疗作用及伴随温泉出现的特殊的地质、地貌条件,使温泉常常成为旅游胜地,吸引大批疗养者和旅游者。在日本就有1500多个温泉疗养院,每年吸引1亿人到这些疗养院进行休养。

未来随着与地热利用相关的高新技术的发展,将使人们能更精确地查明更多的地热资源;钻更深的钻井将地热从地层深处取出,因此地热利用也必将进入一个飞速发展的阶段。

同类推荐
  • 宇宙未解之谜(世界未解之谜精编)

    宇宙未解之谜(世界未解之谜精编)

    本书是《世界未解之谜精编》系列之一,该系列精心收集了众多千奇百怪、扑朔迷离的世界未解之谜,内容涉及宇宙、生物、地理、飞碟、人体、恐龙、宝藏、百慕大、历史、金字塔、文化等多个领域,书中令人耳目一新和不可思议的未解之谜,给予了人类新的思索。人类究竟创造了多少奇迹,又留下了多少谜团,有待我们进一步探索和研究……我们深信,通过不断的努力,未知一定会变为已知。让无数探寻声化做利刃,刺破一桩桩人类千年未解之谜。
  • 发明简史:听房龙讲发明的故事

    发明简史:听房龙讲发明的故事

    人类从兽皮到摩天大楼,从步行到飞行,这些奇迹是如何诞生的?房龙以其广博的知识、独特的视角为我们讲述了人类发明的进步历程,每一项小的发明都蕴含着人类无穷的智慧。本书用浅显易懂的语言对其进行科学而形象的阐述。作者突破小我,站在全人类的高度上,对人类的过去进行审视,展现出人类文明发展的光辉进程。
  • 细说趣说万事万物由来大全集

    细说趣说万事万物由来大全集

    ??????????????????????????????????????顣???????????
  • 认识我们永久的家园(科普知识大博览)

    认识我们永久的家园(科普知识大博览)

    要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对你在这个世界上所见到的事物都问个“为什么”!科学的发展往往就始于那么一点点小小的好奇心。本丛书带你进行一次穿越时空的旅行,通过这次旅行,你将了解这些伟大的发明、发现的诞生过程,以及这些辉煌成果背后科学家刻苦钻研的惊心时刻。
  • 透视地球

    透视地球

    主要从各个方面介绍地球的起源、运动、构造和特征,海陆变迁、构造运动、山川地貌等各类地质地理现象,人类对地球研究的认识方法、过程和成果。中外主要地质学派的代表人物及观点。《透视地球》语言通俗易懂,可以让读者对地球的各方面有一个全面的了解。
热门推荐
  • 嫡亲贵女

    嫡亲贵女

    前世,沈锦絮因表妹无法孕育而委身为妾,谁料,表妹人面蛇心夺她孩儿,要她性命,老天开眼,让她重活一世。继母狠毒,收买人心,毁她清白?表姐伪善,口蜜腹剑,逼她作妾?她便毁她夫家,卖入青楼,叫她妾都不如。她为报仇而活,却在仇恨中与他重逢,方知他身负仇恨,在亲人眼里,他冷酷邪恶,腹黑无情,却为救她身陷囹圄。她问,“值得吗?为了我这么伤害你自己值得吗?”他云淡风轻的笑了笑,“没有什么值不值得,只有愿不愿意,为了你,我愿意豁出性命,来保你的周全……”
  • Three Lectures on the Rate of Wages

    Three Lectures on the Rate of Wages

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 十五年的约定

    十五年的约定

    一位放弃希望的小男孩,为了与一个小女孩的约定,努力了十五年,在那男孩的安排下,他们见面了,但那女孩早已忘记小男孩了,她们之间究竟会怎么样呢,小女孩是否能想起?
  • 爆萌太子妃,邪王轻点宠

    爆萌太子妃,邪王轻点宠

    重生一次,绿萝艾穿越异世,从此那个世人皆知的病秧子废材销声匿迹,千年难遇的天才修行者横空出世!她研习仙术,打怪升级,一步步走上人生巅峰,更有各路美男齐上阵,教她神功,还送她极品装备,简直人生赢家。本来此等待遇已经很满足了,但没想到有朝一日,她还能进宫泡太子当上太子妃,原来人生开挂是如此精彩,某女乐开了花。可就算当了太子妃,还是桃花满天飞,各路美男齐上拥怎么破?某太子终于忍无可忍:“谁若再敢来骚扰我的女人,我定让他有来无回!”--情节虚构,请勿模仿
  • 幸孕婚宠:总裁爱不完

    幸孕婚宠:总裁爱不完

    她是一只单纯美好的小白兔。他是一匹很爱小白兔得腹黑大灰狼。她在他缔造的城堡里成为了集万千宠爱的公主,更成为国际巨星。某天,她被媒体追问爱上了同-性的原因。她娇羞浅笑:“前夫不行。”某boss看着这段点击量惊人的视频,掀桌!气炸!他的小白兔显然已经变成了小狐狸,不过还是一样软软哒、萌萌哒。聚然,他将幽紫的瞳仁盯向她身边缩小版的自己。这只小狐狸偷了他的种-子,害他们父子骨肉分离也就算了!最最关键的是她还偷跑三年之久,害他独守相思夜,都怪他宠她过了火!当晚,小狐狸被绑至酒店。某boss拿出一纸她单方面签字的离婚协议书,宣布离婚无效,更用实际行动证明自己,非、常、行!!!
  • 天后的沉沦

    天后的沉沦

    爱情之于恋爱中的而言,猜得了开头,料不到结局。当爱情成为往事,昔日拥有明媚笑容的女孩成为享誉国际的天后时,身为娱乐公司新晋大BOSS的他能否潇洒送上祝福呢?(本文纯属虚构,请勿模仿。)
  • 红颜倾城:皇后先嫁后爱

    红颜倾城:皇后先嫁后爱

    一道懿旨,沈涵清踏入宫廷。在权力纠葛的朝堂后宫之中她潇洒自如。与那男人的朝夕相伴,斗智斗勇,最终化为了扯不开的爱的和羁绊!
  • 梦幻西游之其实我还爱你

    梦幻西游之其实我还爱你

    如果从未遇见你,或许我还不懂爱。如果你的离开,我会幸福的话。我宁愿你不要离开。习惯性地眺望远方。习惯性地想念你。或许你永远都不会知道。可以的话,我想让你知道……其实我还爱你。
  • 行政事业收费纠纷法律顾问

    行政事业收费纠纷法律顾问

    该书内容涉及行政事业收费基本问题、农民负担收费、公安收费、外交收费、人民银行收费、人事收费、卫生收费、民政收费等四十四方面。
  • 现古虐恋:妖孽魔王宠妃

    现古虐恋:妖孽魔王宠妃

    她,21世纪的黑暗杀手可是,在自己最幸福的婚礼那天,被自己深爱的人逼下悬崖,只为了超晶蓝冰片。没想到,在死亡之后她的灵魂穿越了——魂穿。但却是一个堪比尘埃的废柴,她,不信是命的安排,她只信自己的命运掌握在自己的手中!她,一定要掀起一场轰轰烈烈属于自己的强者之路。他是她路上捡回来的,不知道为什么,他一张口就叫自己娘子他的武力强悍,风华绝代,强大到整个大陆都仰望他的存在,可最终也只是个傀儡......然而,当她越来越强她发现她越迷离,似乎谁想取代她,一道枷锁,当枷锁解开,她身上隐藏的秘密也随之揭开!且看现代恋和古恋,谁会拥有美好的结局.....