地热能利用技术分析

时间：2020-08-13 12:24:53 能源审计师我要投稿

地热能利用技术分析

　　地热能是指蕴藏在地壳中能够为人类经济地开发利用的热资源。地热能可分为浅层地温能、常规地热能和干热岩地热能。那么，下面是小编为大家整理的地热能利用技术分析，欢迎大家阅读浏览。

　　一、地热能的概念和优点

　　第一，地热能的基本概念

　　地热能是指蕴藏在地壳中能够为人类经济地开发利用的热资源。地热能可分为浅层地温能、常规地热能和干热岩地热能。200米以浅的称为浅层地温能，200米至3000米的称为常规地热能，3000米至10000米的称为干热岩地热能。常规地热能的高温部分和干热岩资源供地热发电利用，常规地热能的低温部分和浅层地温能用作供暖和其他热利用。

　　第二，地热能的主要优点与其他可再生能源比较

　　地热能利用的优点是其利用系数最大。中国科学院院士汪集旸指出，地热发电利用系数是0.73，平均一年工作6400小时以上，生物质、水力、潮汐、风力发电和太阳能发电的利用系数分别是0.52、0.42、0.23、0.21和0.14，在同样装机容量下，地热能发电年发电量是风力发电的3.5倍，是太阳能发电的5倍。

　　二、我国地热能分布及重庆地热资源状况

　　第一，我国地热能分布

　　我国是以中低温为主的地热资源大国，全国地热资源潜力接近全球的8%。据国土资源部初步评价，我国浅层地热能资源量相当于95亿吨标准煤，年可利用量约3.5亿吨标准煤;常规地热能资源量相当于8530亿吨标准煤，年可利用量约6.4亿吨标准煤;干热岩地热能理论资源量相当于860万亿吨标准煤，约为2013年全国能源消费总量的20多万倍。高温(>150℃)对流型地热资源，主要分布在西藏、腾冲现代火山区及台湾地区;中温(90～150℃)、低温(<90℃)对流型地热资源，主要分布在沿海一带如广东、福建、海南等省区;中低温传导型地热资源，分布在华北、松辽、四川、鄂尔多斯等地的大中型沉积盆地之中。

　　第二，重庆市地热资源

　　根据《重庆市地热资源总体规划报告》，全重庆市地热资源总量为3.3×1017千焦，可采水量约为4.64亿立方米/年(约127万立方米/天)。

　　重庆市浅层地温能资源150米以浅的可利用资源量约为1.26亿千瓦，100米以浅的可利用资源量约为0.77亿千瓦;涪陵区、黔江区、万州区、一小时经济圈150米以浅的可利用资源量分别约为7.33万千瓦、221万千瓦、881万千瓦、7220万千瓦;涪陵区、黔江区、万州区、一小时经济圈100米以浅的可利用资源量分别约为472万千瓦、142万千瓦、567万千瓦、4640万千瓦。

　　重庆市钻孔深度取150米则地埋管地源热泵能满足制冷面积约为12.6亿平方米建筑的空调冷负荷,钻孔深度取100米则地埋管地源热菜能满足制冷面积约为7.7亿平方米建筑的空调冷负荷。涪陵区、黔江区、万州区、一小时经济圈150米以浅的可利用资源量分别能满足制冷面积约为7340万平方米、2210万平方米、8810万平方米、7.22亿平方米建筑的空调冷负荷;涪陵区、黔江区、万州区、一小时经济圈100米以浅的可利用资源量分别能满足制冷面积约为4710万平方米、1420万平方米、5670平方米、4.64亿平方米建筑的`空调冷负荷。

　　三、地热能利用途径

　　地热能利用分为地热发电和地热直接利用两种途径。

　　第一，地热发电

　　地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源，把热能在汽轮机中转变为机械能，带动发电机发电的发电技术，适用于高温地热资源的开发利用，可分为蒸汽型和热水型地热发电两大类。

　　其一，蒸汽型地热发电

　　蒸汽型地热发电主要应用在温度高于150摄氏度的干热岩资源地热田，把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电，发电方式简单。干蒸汽地热资源较少，且多存于较深的地层，开采难度大，发展受到限制。

　　其二，热水型地热发电

　　热水型地热发电主要利用高温热水，温度范围为150摄氏度-100摄氏度，主要有闪蒸地热发电和中间介质法地热发电两种方式。闪蒸地热发电是将高温高压热水抽至地面，部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽轮机做功;中间介质法地热发电就是通过热交换器利用热水来加热某种低沸点的工质，使之变为蒸汽，推动气轮机做功发电，该种发电方式能有效利用中低温地热资源，适合温度为低于100摄氏度的地热资源发电。

　　重庆市地热资源主要以热水型中低温为地热资源主，地下数百米至三千余米的地热水温基本在25至62摄氏度，重庆市推广地热发电还有待相关技术的进一步成熟和投资成本的下降。

　　第二，地热能直接利用

　　主要是用于工业加工、建筑采暖制冷、农业温室、农田灌溉、洗浴医疗、旅游等领域。

　　其一，建筑物采暖制冷。主要是利用地源热泵技术，将土壤、地表或者地下水体中的热量进行转换，供建筑物采暖制冷。如重庆大剧院采用江水源热泵机组，以嘉陵江水作为热源和冷源，实现全年替代常规能源量1502吨标煤，年减排二氧化碳3710吨、二氧化硫30吨、粉尘15吨，年节约运行费用152万元，具有较好的节能效益。

　　其二，地热能农用技术。主要集中在地热温室种植和水产养殖方面，地热灌溉、地热孵化禽类、地热烘干蔬菜、地热加温沼气池等也在发展之中。

　　其三，地热能医疗利用技术。地热流体温度较高、含有特殊的化学与其他成分、生物活性离子及放射性物质，对人体器官功能具有医疗、调节作用，可利用地热进行水疗、气疗和泥疗。

　　其四，地热用于旅游娱乐。温泉与旅游相结合，是我国地热利用发展较快的领域。

　　四、重庆市地热资源利用状况及问题

　　第一，利用现状

　　重庆市地热利用以温泉旅游、地源热泵利用为主。2015年，全市已运营温泉旅游项目33个，预计温泉游客接待量将达2500万人次，地热水开采利用相当节约标准煤8万吨左右，减排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和悬浮质粉尘分别为23万吨、1600吨、570吨和770吨，节省燃料成本近4000万元，节省治理费用1700万元。

　　2011年至2015年全市建筑中热泵系统应用面积达到380万平方米，其中水源热泵系统应用面积达到300万平方米，地源热泵系统应用面积达到80万平方米。

　　第二，存在的问题

　　其一，投资成本较高。重庆地区地下岩石多，且成片，钻井费用高，目前地热利用工程的投资较大。

　　其二，老城区建设密度大，地下管网分布复杂，对老城区的空调进行热泵技术改造，施工难度较大，技术要求高。

　　其三，重庆市地热资源开发利用的基础工作有待加强。一是全市统一的地热资源信息系统需要建立;二是需要政府出台地源热泵资源开采区规划及指导意见。

　　五、相关政策介绍

　　第一，《关于促进地热能开发利用的指导意见(国能新能〔2013〕48号)》提出，到2015年，全国地热供暖面积达到5亿平方米，地热发电装机容量达到10万千瓦，地热能年利用量达到2000万吨标准煤，到2020年，地热能开发利用量达到5000万吨标准煤;中央财政重点支持地热能资源勘查与评估、地热能供热制冷项目、发电和综合利用示范项目;按照可再生能源电价附加政策要求，对地热发电商业化运行项目给予电价补贴政策。

　　第二，《重庆市地热资源管理办法(重庆市人民政府令第256号)》规定，地热资源探矿权、采矿权及其配套开发的经营性土地使用权，应按照国家有关规定通过招标、拍卖或者挂牌方式出让;开采地热资源应当依法缴纳采矿权使用费、采矿权价款、矿产资源补偿费和资源税;地热资源实行限量开采。

　　第三，《重庆市可再生能源建筑应用示范工程专项补助资金管理暂行办法(渝财建[2007]427号)》规定，对利用可再生能源热泵机组的空调，按机组额定制冷量每千瓦补贴800元;对利用可再生能源提供生活热水的高温热泵机组，按机组额定制热量每千瓦补贴900元。

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