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地热:脚下的绿色能源

2012-05-21_肖

河南电力 2012年9期
关键词:温泉高温发电

_肖 婷

如果你有机会去西藏旅游,一定别忘了去拉萨西北90千米处的羊八井,它是中国大陆上开发的第一个湿蒸汽田,拥有世界上海拔最高的羊八井地热发电站。想象一下,在西藏高原凛冽的冬日,徜徉在温暖的泉水中,环顾周遭皑皑雪山,那番惬意自不必多说。如果有缘的话,还能碰巧遇到温泉从泉眼里喷薄而出,那气势蔚为壮观。

实际上,这只是我们脚下的绿色能源——地热展现的一成魅力。地热能是指地球内部蕴藏的能量,一般集中分布在构造板块边缘一带,起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地热不仅储量大,而且污染很小,它与太阳能、风能及潮汐能被合称为“四大可再生资源”。随着我国社会经济的发展,社会对改善能源结构、发展清洁能源的要求与日俱增,无论作为清洁能源还是保健资源、水资源,地热都具有极其重要的意义和广阔的发展前景。

图:羊八井地热,位于拉萨市当雄县境内,方圆7000公里,温度保持在47℃左右。

我国地热资源丰富

地热资源按赋存形式可分4种类型:一是热水型,即地球浅处(地下0.1~4.5千米)所见到的热水或水蒸汽;二是地压地热能,即在某些大型沉积盆地深处(3~6千米)存在着高温、高压流体,其中含有大量甲烷气体;三是干热岩地热能,由于特殊地质构造条件造成高温但少水甚至无水的干热岩体;四是岩浆热能,即储存在高温熔融岩浆体中的巨大热能。根据地热水的温度,地热能又可分为高温型(高于l50℃)、中温型(90~150℃)和低温型(低于90℃)三类。

我国是地热资源相对丰富的国家,地热资源总量约占全球的7.9%,可采储量相当于4626.5亿吨标准煤。我国主要以中低温地热资源为主,中低温地热资源分布广泛,几乎遍布全国各地,主要分布于松辽平原、黄淮海平原、江汉平原、山东半岛和东南沿海地区,其主要热储层为厚度数百米至数千米的第三系砂岩、砂砾岩,温度在40~80℃左右,目前已发现全国共有地热温泉3000多个,其中高于25℃的约2200个。高温地热资源主要分布在藏南、滇西、川西以及台湾省,其中,环太平洋地热带通过我国的台湾省,高温温泉有90处以上;地中海喜马拉雅地热带通过西藏南部和云南、四川西部。西藏高温热田主要集中在羊八井裂谷带,其中藏南西部、东部及中部约有108个高温热田,是中国高温热田最富集的地带;云南是全国温泉最多的省,高温热田主要分布在怒江以西的腾冲至瑞丽地区,约2O处;川西分布着8个高温地热区,为藏滇高温地热带的一部分。

国外地热能开发现状

地热能的开发利用包括发电和非发电利用两个方面。早在2005年,全世界已有24个国家利用地热发电。世界各国利用地热能的经验表明:高温地热资源(高于150℃)主要用于发电,发电后排出的热水可进行逐级多用途利用;中温(90~150℃)和低温(低于90℃)的地热资源则以直接利用为主,多用于采暖、干燥、工业、农林牧副渔业、医疗、旅游及人民的日常生活等方面。

热能是一种环境友好型能源,与化石燃料能源相比,在开发利用过程中,几乎没有废气排放,且废水排入地下。国内外地热能发电的经验证明:地热发电是清洁的、无燃料成本的低碳能源工业,在经济性上具有竞争力。在已知的新能源中,地热能发电不受季节影响,因此它是稳定可靠的能源,可用于带基本负荷运行的电站。2009年已有统计数据显示,地热发电的负荷率高达90%,而太阳能发电和风力发电分别只有20%和25%。

冰岛是目前地热开发利用程度最高、经验最丰富的国家。全国分布有26个高温蒸汽田、约250个低温地热田、800余处天然温泉。2005年,地热发电总量是1658吉瓦时,占国家总发电量的19.1%。冰岛地热资源的勘查与开发由国家统一管理,不允许私有公司参与其中。其87%的家庭使用地热取暖,全国每年由此节约燃料开支上亿美元。全冰岛约有160个游泳池,其中有130个利用地热能加热,全国多数是全年开放的露天游泳池,主要用于娱乐和游泳训练。依赖独特的地貌和众多温泉疗养区,冰岛每年吸引着逾百万外国游客。冰岛还利用地热资源进行生产海藻、烘干鱼产品、烘干宠物食品等行业。

日本位于环太平洋火山活动带上,有着丰富的地热资源。日本十分重视地热资源开发,广泛用于农业栽培、农产品加工、动物饲养、农业灌溉等。此外,他们还凭借这些优势建起温泉保健所700多家、温泉旅馆10000多个,并利用地热和火山地貌等独特景观开展旅游。

地热开发利用的前景

发展地热资源循环经济,实现地热资源可持续发展。自从提出可持续发展战略以来,发达国家把发展循环经济、建立循环型社会,看做实施可持续发展战略的重要途径和实现方式。可持续发展已经是当今世界发展的趋向,地热资源可持续发展的意义在于:地热资源持续发展是保证当前及未来经济建设与社会发展的需要。同时,地热的开发要尽量控制,减少甚至不破坏自然环境。必须以循环经济理论为指导,采取有效的管理体制、先进的技术和完善的制度、法规来实现可持续发展。所以,地热资源应当朝着吸收世界其他国家的先进经验、加快推广清洁生产技术、用清洁生产的基本形式实现循环经济的方向发展。

地热的直接利用和梯级利用成为主要发展趋势。与地热发电相比,直接利用地热具有高达50%~70%的利用效率,而地热发电为5%~20%。中国中低温地热资源丰富,中西部的大部分地区地热资源丰富,类型齐全,分布广泛,且多为中低温,因此,积极对地热资源进行直接利用比较适合中国的国情。所谓梯级利用就是按照用户终端需要的供热水温,从高到低排序;高能高用,低能低用,分配得当,各得其所。不论是哪种温度的地热水,梯级利用都是最佳的利用方案。此外,为了使地热可持续开采,还可以采用如法国的回灌法、冰岛的季节性关闭热水井,延长水井寿命,实现可持续发展。

地热水在农、林、牧、副、渔业方面有更广泛的利用。在农业上主要用于地热温室、培育良种、种植蔬菜花卉、鱼苗越冬和孵化等方面。匈牙利园艺和温室暖气系统80%依靠地热水供暖,每个温室都采用电子计算机控制,实施机械化作业,温室内种植的蔬菜和名贵花卉除内销外还大量出口,每亩温室的年利润约合人民币4万元左右,效益十分可观。

在旅游业和房地产业中开拓地热需求市场和发展空间,如可开发温泉住宅区、温泉度假村、温泉康乐中心等,使地热在房地产业和地热旅游业中得到合理开发利用。

随着国际能源战略的重大调整,绿色能源革命和低碳经济席卷全球,燃煤发电将长期面临减排的压力,因而,开发、利用新能源发电的商业项目日益增多。但地热在我国能源结构中占的比例还很小,截至目前,地表地热资源的开发量才占可开发总量的万分之五左右。因此,加快地热资源开发利用势在必行。

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