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我国地热能开发利用现状与未来趋势

来源: | 作者: | 发布时间: 2023-12-13 | 128 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

  开发利用方式

  地热资源的开发利用可分为发电和直接利用两个方面。高温地热资源主要用于发电;中温和低温地热资源则以直接利用为主;对于25℃以下的浅层地热能,可利用地源热泵进行供暖和制冷。

  浅层地热能供暖制冷。2015年起浅层地热年利用率总量列世界第一。2017年地源热泵装机容量达2万MW,年利用浅层地热能这和标准煤1900万t。我国浅层地热能利用发展速度快、应用面积大、各地区利用发展程度不同,覆盖面广,系统类型多样。

  中低温地热直接利用。我国中低温地热直接利用主要在地热供暖、医疗保健、温泉、洗浴和旅游度假、养殖、农业温室种植和灌溉、工业生产、矿泉水生产等方面,并逐步开发了地热资源梯级利用技术、地下含水层储能技术等。

  开发利用60~100℃的中低温地热水、热尾水和浅层地热能。一些有温泉出露的地区,尤其是北方,都在不同程度上利用地热采暖,已取得良好效果。天津利用地热进行区域供暖已成为我国的典范,正在带动着北方地热区域供热的发展。利用地热水供暖,以其清洁、对大气污染极小、运行成本低、资源综合利用收益高等优点,再加上热泵技术,在常规能源比较短缺有条件开发地热资源的地区,受到了普遍重视,并收到了明显经济社会效益,其发展前景广泛。

  地热流体中具有较高的温度、含有特殊的化学成分与气体成分、少量生物活性离子及放射性物质等,对人体各系统器官功能调节具有明显的医疗和保健作用。在各温泉疗养院中,利用地热可以进行水疗、气疗和泥疗等。随着经济发展和人民生活水平提高,全国相继在许多地区建立了一批集医疗、洗浴、保健、娱乐、旅游度假于一体的“温泉度假村”或“医疗康复中心”。

  洗浴和旅游度假。利用地热水进行洗浴,几乎遍及全国各省(区、市)。据不完全统计,全国已建温泉地热水疗养院200余处,突出医疗利用的温泉浴疗有430处。我国许多温泉区既是疗养地,又是旅游观光区,我国藏南、滇西、川西及台湾一些高温温泉和沸泉区,不仅拥有高能位地热资源,同时还拥有绚丽多彩的地热景观,为世人所瞩目。如云南省腾冲是我国大陆唯一的一处保存完好的火山温泉区,拥有罕见的火山、地热景观及珍贵的医疗矿泉水价值;台湾省的大屯火山温泉区也是温泉疗养和旅游观光胜地。

  养殖。北京、天津、福建、广东等地起步较早,现已遍及20多个省(区、市)的47个地热田。主要养殖罗非鱼、鳗鱼、甲鱼、青虾、牛蛙、观赏鱼等以及鱼苗越冬。由于各地温泉养殖业迅速发展,新鲜鱼类畅销海内外,取得显著经济效益。此外,还有地热孵化禽类、地热烘干蔬菜、地热水加温沼气池与牲畜洗浴池等,也取得良好效果。

  农业温室种植和灌溉。地热是一种复合型资源,非常适合生物的反季节、异地养殖与种植。利用地热能可以为温室供暖,利用地热水可以进行温带水生物的养殖,地热水中的矿物质还可以为生物提供所需的养分。在我国北方,地热主要用于种植较高档的瓜果类、菜类、食用菌、花卉等,在南方,主要用于育秧。

  工业生产。目前主要用于纺织印染、洗涤、制革、造纸与木材、粮食烘干等,其中温泉区地下热水在纺织工业及化工工业方面均获得较好的利用和效益。同时,部分地热水还可提取工业原料,如腾冲热海硫磺塘采用淘洗法取硫磺,洱源县九台温泉区挖取芒硝和自然硫,台湾自明清以来就已经在大屯火山温泉区开采自然硫等。

  高温地热发电。地热发电方面,20世纪70年代初,我国在江西、广东等地开发中低温地热能,建设了一批地热示范电站。1977年,我国开始开发中高温地热能,并在西藏羊八井建设了第一个中高温地热发电示范电站。此后羊八井地热电站历时14年建成7台3MW机组和1台3.18引进机组,持续运行至2020年。2018年9月,羊易地热电站16MW双工质地热发电引进机组首次并网,于2019年正常运行,成为截至目前我国单机功率最大的地热发电机组。

  虽然我国高温地热发电规模落后于世界,但高温地热发电的地面设备技术还是一直跟随的,其主要由于一些钢厂、化工厂等高温余热资源需要加以利用,所以从余热发电角度一直在发展。

  高温地热发电根据地面发电设备原理不同,一般分为单极闪蒸地热发电技术、两极闪蒸地热发电技术、双工质发电技术、全流发电技术(即螺杆膨胀动力机技术)几大类,目前双工质发电技术应用最多。高温地热发电技术中地面发电设备技术有多种解决方案,技术相对成熟,其最难的技术属于高温地热资源勘查技术,如何勘查到高温地热资源,如何将地下的高温地热资源提出地表是较难的技术。若能够从地下提取出高温地热流体,高温地热发电很相对容易实现。

  “地热能+”多能互补。以“多能互补、智能耦合”为特色的“地热﹢”绿色风暴正在各地悄悄形成。“地热能+”多种清洁能源互补供热技术,创新设计了地热梯级利用工艺,地热高温部分进行发电,低温部分进行供热,提高地热利用率。在京津冀和东南沿海地区初步建立发电、供暖二级地热能梯级开发利用示范基地。