一、地熱
地熱能指的是土壤中的熱量、地下水中的熱量和沒(méi)有水的干熱巖能量。由于地球表面受太陽(yáng)輻射和地球內部有放射性元素的衰變,地球內部不斷產(chǎn)生熱能,所以地球內部的溫度很高,而且深度越深,溫度越高,平均深度增加100m地層溫度升高2.5°C。
這些熱量起源于行星形成之初的殘留(約占20%)和放射性元素的衰變(約占80%),熱能從溫度最高的地核傳到地殼,將地殼中的地下水加熱,熱水和蒸汽滲出地面后釋放能量,由此形成了從美國黃石公園到我國西藏羊八井等地壯觀(guān)的地熱噴涌奇觀(guān)。有文獻粗略估計,每年從地球內部傳到地面的熱能,相當于100拍瓦時(shí)(1拍瓦=1千萬(wàn)億瓦特,即10的15次方瓦),折合100萬(wàn)億度電,這個(gè)數字約是2010年全球耗電量18.466萬(wàn)億度(國外能源信息署數據庫提供)的5倍多,數量之大可見(jiàn)一斑。
由于地熱能是儲存在地下的,因此不會(huì )受到任何天氣狀況的影響,并且地熱資源同時(shí)具有其它可再生能源的所有特點(diǎn),隨時(shí)可以采用,不帶有害物質(zhì),關(guān)鍵在于是否有更先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。目前地熱能在全球很多地區的應用相當廣泛,開(kāi)發(fā)技術(shù)也在日益完善。
二、地熱能
地熱能主要分為三類(lèi):淺熱、水熱和干熱。
淺熱,即淺層地熱能,是上世紀最后十多年世界地熱界開(kāi)拓出的一個(gè)新領(lǐng)域,主要依賴(lài)于地源熱泵技術(shù)的發(fā)展。中國和瑞典是淺層地熱能利用做得最好的國家。該領(lǐng)域的迅猛發(fā)展使得我國保持了地熱直接利用總量持續20多年世界第一的位置。
水熱是指對溫泉的利用。我國是開(kāi)發(fā)利用溫泉資源最早的國家之一,目前該領(lǐng)域的現狀是,直接利用發(fā)展很快,但地熱發(fā)電則進(jìn)展緩慢。上世紀70年代,在李四光先生的倡導下,我國先后建成了西藏羊八井、那曲、郎久等7個(gè)地熱發(fā)電站。然而,由于種種原因,目前我國高溫地熱發(fā)電僅剩下羊八井電站。2015年底,全國水熱型地熱能供暖面積達1.02億平方米,而當年京津冀直接采用地下水供熱面積達7100萬(wàn)平方米。
與淺熱和水熱相比,干熱可謂是未來(lái)的能源。干熱,即地表以下3000米至1萬(wàn)米深處的巖石中所蘊涵的地熱能,是未來(lái)深層地熱資源開(kāi)發(fā)的主要目標。我國地熱資源儲量數據的變化,也主要立足于此。然而,干熱利用面臨的最大挑戰則是技術(shù)上的不成熟。
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