地热能怎么开采

『壹』 地热能利用有哪些方式

人类很早以前就开始利用地热能，例如利用温泉沐浴、医疗，利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。但真正认识地热资源并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下：
1、2O0～400℃直接发电及综合利用；
2、150～200℃双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工；
3、10O～15O℃双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品；
4、50～100℃供暖，温室，家庭用热水，工业干燥；
5、20～50℃沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工；
现在许多国家为了提高地热利用率，而采用梯级开发和综合利用的办法，如热电联产联供，热电冷三联产，先供暖后养殖等。
近年来，国外对地热能的非电力利用，也就是直接利用，十分重视。因为进行地热发电，热效率低，温度要求高。所谓热效率低。就是说，由于地热类型的不同，所采用的汽轮机类型的不同，热效率一般只有6.4～18．6％，大部分的热量白白地消耗掉。所谓温度要求高，就是说，利用地热能发电，对地下热水或蒸汽的温度要求，一般都要在150℃以上；否则，将严重地影响其经济性。而地热能的直接利用，不但能量的损耗要小得多，并且对地下热水的温度要求也低得多，从 15～180℃这样宽的温度范围均可利用。在全部地热资源中，这类中、低温地热资源是十分丰富的，远比高温地热资源大得多。但是，地热能的直接利用也有其局限性，由于受载热介质—热水输送距离的制约，一般来说，热源不宜离用热的城镇或居民点过远；不然，投资多，损耗大，经济性差，是划不来的。
目前地热能的直接利用发展十分迅速，已广泛地应用于工业加工、民用采暖和空调、洗浴、医疗、农业温室、农田灌溉、土壤加温、水产养殖、畜禽饲养等各个方面，收到了良好的经济技术效益，节约了能源。地热能的直接利用，技术要求较低，所需设备也较为简易。在直接利用地热的系统中，尽管有时因地热流中的盐和泥沙的含量很低而可以对地热加以直接利用，但通常都是用泵将地热流抽上来，通过热交换器变成热气和热液后再使用。这些系统都是最简单的，使用的是常规的现成部件。
地热能直接利用中所用的热源温度大部分都在40℃以上。如果利用热泵技术，温度为20℃或低于20℃的热液源也可以被当作一种热源来使用（例如美国、加拿大、法国、瑞典及其他国家的做法）。热泵的工作原理与家用电冰箱相同，只不过电冰箱实际上是单向输热泵，而地热热泵则可双向输热。冬季，它从地球提取热量，然后提供给住宅或大楼（供热模式）；夏季，它从住宅或大楼提取热量，然后又提供给地球蓄存起来（空调模式）。不管是哪一种循环，水都是加热并蓄存起来，发挥了一个独立热水加热器的全部的或部分的功能。由于电流只能用来传热，不能用来产生热，因此地热泵将可以提供比自身消耗的能量高3～4倍的能量。它可以在很宽的地球温度范围内使用。在美国，地热泵系统每年以 20％的增长速度发展，而且未来还将以两位数的良好增长势头继续发展。据美国能源信息管理局预测，到2030年地热泵将为供暖、散热和水加热提供高达68Mt油当量的能量。
对于地热发电来说，如果地热资源的温度足够高，利用它的好方式就是发电。发出的电既可供给公共电网，也可为当地的工业加工提供动力。正常情况下，它被用于基本负荷发电，只在特殊情况下，才用于峰值负荷发电。其理由，一是对峰值负荷的控制比较困难，再就是容器的结垢和腐蚀问题，一旦容器和涡轮机内的液体不满和让空气进入，就会出现结垢和腐蚀问题。
总结上述，地热能利用在以下四方面起重要作用。
1．地热发电
地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用于发电。 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，地热发电不象火力发电那样要备有庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地热能。地热发电的过程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能，首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。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、压力和其它特性的不同，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。
地热发电示意图
（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人汽轮发电机组发电，但在引人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，故发展受到限制（参考《资源》栏目有关文章）。主要有背压式和凝汽式两种发电系统。
（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两种循环系统：a、闪蒸系统。闪蒸系统如图1所示。当高压热水从热水井中抽至地面，于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽轮机做功；而分离后的热水可继续利用后排出，当然最好是再回注人地层。 b、双循环系统。双循环系统的流程如图2所示。地热水首先流经热交换 器，将地热能传给另一种低沸点的工作流体，使之沸腾而产生蒸汽。蒸汽进人汽轮机做功后进人凝汽器，再通过热交换器而完成发电循环。地热水则从热交换器回注人地层。这种系统特别适合于含盐量大、腐蚀性强和不凝结气体含量高的地热资源。发展双循环系统的关键技术是开发高效 的热交换器。
图1 热水型地热发电的闪蒸系统
图2 热水型地热发电的双循环系统
地热发电的前景是取决于如何开发利用地热储量大的干热岩资源。图3是利用干热岩发电的示意图。其关键技术是能否将深井打人热岩层中。美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫科学试验室正在对这一系统进行远景试验。
图3 利用于热岩发电的示意图
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。因为这种利用方式简单、经济性好，倍受各国重视，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。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统，现今这一供热系统已发展得非常完善，每小时可从地下抽取7740t80℃的热水，供全市11万居民使用。由于没有高耸的烟囱，冰岛首都已被誉为“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。目前世界上最大两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸桨加工厂。我国利用地热供暖和供热水发展也非常迅速，在京津地区已成为地热利用中最普遍的方式。
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，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，如培养菌种、养殖非洲鲫鱼、鳗鱼、罗非鱼、罗氏沼虾等。
4．地热行医
地热在医疗领域的应用有诱人的前景，目前热矿水就被视为一种宝贵的资源，世界各国都很珍惜。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。 由于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，吸弓怕批疗养者和旅游者。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休养。我国利用地热治疗疾病历史悠久，含有各种矿物元素的温泉众多，因此充分发挥地热的行医作用，发展温泉疗养行业是大有可为的。
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人一个飞速发展的阶段。

『贰』 怎样发现地热和怎样开发地下资源（比如说 停车场,地下室）

私人用基本没戏 而且也不是你想用就能用的 除非你家周围是温泉 或者是冰岛这种地方

『叁』 人类是如何开发、利用地热资源的在开发过程中会遇到哪些难题（成本高）

主要用于发电、取暖，冰岛有少数地方用于做饭。
开发的成本其实不是最大的问题，环境才内是大问题。地热是放容射性元素衰败产生的热量，所以很可能把地下的放射性物质带出来。 自从福岛核事故后，大家对辐射就格外敏感。
地热开发必然破会地层，而且破坏很深。可能引发地质灾害。

『肆』 地热能的开发怎样利用

我们居住的地球，很像一个大热水瓶，外凉内热，而且越往里面温度越高。因此，人们把来自地球内部的热能，叫地热能。地热能地球通过火山爆发和温泉等途径，将它内部的热能源源不断地输送到地面。人们所热衷的温泉，就是人类很早开始利用的一种地热能。然而，目前对地热能大规模的开发利用还处于初始阶段，所以说地热还属于一种新能源。

在距地面25～50千米的地球深处，温度为200℃～1000℃；若深度达到距地面6370千米即地心深处时，温度可高达4500℃。

据估算，如果按照当今世界动力消耗的速度，完全只消耗地下热能，那么即使使用4100万年后，地球的温度也只降低1℃。由此可见，在地球内部蕴藏着多么丰富的热能。地球温度分布是很规律的，通常，在地壳最上部的十几千米范围内，地层的深度每增加30米，地层的温度便升高约1℃；在地下15～25千米之间，深度每增加100米，温度上升1.5℃；25千米以下的区域，深度每增加100米，温度只上升0.8℃；以后再深入到一定深度，温度就保持不变了。

地球深层为什么储存着如此多的热能呢?它们是从哪里来的?对于这个问题，目前还处于探索阶段。不过，大多数学者认为，这是由于地球内部放射性物质自然发生蜕变的结果。在核反应的过程中，放出了大量的热能，再加上处于封闭、隔断的地层中，天长日久，经过逐渐的积聚，就形成了现在的地热能。值得指出的是，地热资源是一种可再生的能源，只要不超过地热资源的开发强度，它是能够补充而再生的。

通常，人们将地热资源分为4类：

（一）水热资源。这是储存在地下蓄水层的大量地热资源，包括地热蒸汽和地热水。地热蒸汽容易开发利用，但储量很少，仅占已探明的地热资源总量的0.5％。而地热水的储量较大，约占已探明的地热资源的10％，其温度范围从接近室温到高达390℃。

（二）地压资源。这是处于地层深处沉积岩中的含有甲烷的高盐分热水。由于上部的岩石覆盖层把热能封闭起来，使热水的压力超过水的静压力，温度约为150℃~260℃之间，其储量约是已探明的地热资源总量的20％。

（三）干热岩。这是地层深处温度为150℃~650℃左右的热岩层，它所储存的热能约为已探明的地热资源总量的30％。

（四）熔岩。这是埋藏部位最深的一种完全熔化的热熔岩，其温度高达650℃~1200℃。熔岩储藏的热能比其他几种都多，约占已探明地热资源总量的40％。

到目前为止，对于地热资源的利用主要是水热资源的开发。近年来，一些国家开始进行干热岩的开发研究和试验，开凿人造热泉就是干热岩的具体应用之一。而地压资源和熔岩资源的利用尚处于探索阶段。

我国是世界上开发利用地热资源较早的国家，发展也很快。北京就是当今世界上6个开发利用地热较好的首都之一(其他5个是法国的巴黎、匈牙利的布达佩斯、保加利亚的索菲亚、冰岛的雷克亚未克和埃塞俄比亚的亚的斯亚贝巴)。

北京地热水温大都在25℃～70℃。由于地热水中含有氟、氢、镉、可溶性二氧化硅等特殊矿物成分，经过加工可制成饮用的矿泉水。有些地区的地热水中还含有硫化氢等，因而很适于浴疗和理疗。

目前，北京的地热资源已得到广泛利用。例如，用于采暖的面积已达32万多平方米，可节省建造锅炉房投资300余万元，年节约煤1.8万吨，而且每年还可减少烧煤取暖带来的粉尘污染7.6吨。现有地热泉洗浴50多处，日洗浴60000多人次；利用地热水养的非洲鲫鱼，生长快，肉味鲜美。北京一些印染厂还利用地热水进行印染和退浆，每年可节约煤几千吨。

除北京外，我国许多地区也拥有地热资源，仅温度在100℃以下的天然出露的地热泉就有3500多处。在西藏、云南和台湾等地，还有很多温度超过150℃以上的高温地热田。台湾省屏东县的一处热泉，温度曾达到140℃；在西藏的羊八井建有我国最大的地热电站，这个电站的地热井口温度平均为140℃，发电装机容量为10000千瓦，今后在这里还将建设更大的地热电站。

从温泉分布来看，我国地热资源主要集中在东南沿海诸省和西藏、云南、四川西部等地，这里形成了两个温泉数量多、温度高、埋藏浅的地热带，分别称为滨太平洋地热带和藏滇地热带。前一个地热带共有温泉600多处，约占全国热水泉总数的1/3，其中温泉水超过90℃的有几十处，有的还超过100℃；后一个地热带是我国大陆上水热活动最活跃的一个地区，有大量的喷泉和汽泉。这一地带共有温泉700多处，其中高于当地沸点的水热活动区有近百处，是一个高温水汽分布带。此外，在我国东部的一些盆地内，也蕴藏着较丰富的地下热水，这一地区的范围很广，北起松辽平原、华北平原，南到江汉平原、北部湾海域。例如，天津市区及郊区附近有总面积近700平方千米的地热带，其中深度超过500米、温度在30℃以上的热水井达380多口，最高水温为94℃，年总开采量近5000万吨，可利用的热量相当于30多万吨标准煤。

地热在世界各地的分布也是很广泛的。美国阿拉斯加的“万烟谷”是世界上闻名的地热集中地，在24平方千米的范围内，有数万个天然蒸汽和热水的喷孔，喷出的热水和蒸汽最低温度为97℃，高温蒸汽达645℃，每秒喷出2300万公升的热水和蒸汽，每年从地球内部带往地面的热能相当于600万吨标准煤。新西兰有近70个地热田和1000多个温泉。温泉的类型很多，有温度可达200℃～300℃的高温热泉；有时断时续的间歇喷泉；还有沸腾翻腾的泥浆地。横跨欧亚大陆的地中海—喜马拉雅地热带，从地中海北岸的意大利、匈牙利经过土耳其、俄罗斯的高加索、伊朗、巴基斯坦和印度的北部、中国的西藏、缅甸、马来西亚，最后在印度尼西亚与环太平洋地热带相接。

有人做过计算，如果把全世界的火山爆发和地震释放的能量，以及热岩层所储存的能量除外，仅地下热水和地热蒸汽储存的热能总量，就为地球上全部煤储藏量的1.7亿倍。在地下3千米以内目前可供开采的地热，相当于29000亿吨煤燃烧时释放的全部热量。可以看出。地热能的开发与利用有着广阔的前景。

对于地热能的开发与利用，如果从1904年意大利建成世界第一座地热发电站算起，已有近100年的历史了。但是，只有近二三十年来地热能的开发利用才逐渐引起世界各国的普遍注意和重视。

据统计，目前世界上已有120多个国家和地区发现或打出地热泉与地热井7500多处，使地热能的利用得到不断地扩大。地热能的利用，当前主要是在采暖、发电、育种、温室栽培、洗浴等方面。美国一所大学有3口深600米的地热水井，水温为89℃，可为总面积达46000多平方米的校舍供暖，每年节约暖气费25万美元。冰岛虽然处在寒冷地带，但有着丰富的地热资源，目前全国人口的70％以上已采用地热供暖。

利用地热能发电，具有许多独特的优点：建造电站的投资少，通常低于水电站；发电成本比水电、火电和核电站都低；发电设备的利用时数较长；地热能干净，不污染环境；发电用过的蒸汽和热水，还可以用于取暖或其他方面。

现在，美国、日本、俄罗斯、意大利、冰岛等许多国家都建成了不同规模的热电站，总计约有150座，装机总容量达320万千瓦。

地热发电地热发电的原理与一般火力发电相似，即利用地热能产生蒸汽，推动汽轮发电机组发出电来。目前，全世界约有3/4的地热电站是利用高温水蒸气为能源来发电的。这种电站是将地热蒸汽引出地面后，先进行净化，除掉所含的各种杂质，然后就可以推动汽轮发电机发电。以高温蒸汽为能源的地热电站，大多采用汽水分离的方法发电；对于以地下热水为能源的电站，一般通过一定的途径用地下热水为热源产生蒸汽，然后用蒸汽来推动汽轮发电机组发电。

另外，地热能在工业上可用于加热、干燥、制冷与冷藏、脱水加工、淡化海水和提取化学元素等；在医疗卫生方面，温泉水可以医治皮肤和关节等的疾病，许多国家都有供沐浴医疗用的温泉。

由于天然热泉较少，而且不是各地都有，因而在一些没有天然热泉的地区，人们就利用广泛分布的干热岩型地热能人工造出地下热泉来。人造热泉是在干热岩型的热岩层上开凿而成的，世界上最早的人造热泉是在美国新墨西哥州北部开凿的，井深达3000米，热岩层的温度为200℃。

美国已建造了人造热泉热电厂，发电量为5万千瓦。另外，还在洛斯阿拉莫斯国立实验所钻了2眼深4389米的地热井，先把水泵入井内，12小时后再抽上来，这时水温已高达375℃。法国先后开凿了6眼人造热泉，其中每眼井深6000米，每小时可获得温度达200℃热水100吨。

目前，美国的地热发电站的装机容量已达930万千瓦，到2020年将增加到3180万千瓦。

现在，随着科学技术的发展，人们开始在岩浆体导热源周围建立人工热能存积层，以便开发利用热源蒸汽的高温岩体来发电。人们预计，到21世纪末，全世界地热发电的总能力可达1亿千瓦。

『伍』 地热资源利用需要什么审批需要什么资料

住宅项目的地热利用是需要办理采矿权的。超过25摄氏度的水资源就需要到国土资源管理部门办理手续，要收取能源开采费。具体的手续需要到当地的国土资源管理部门去咨询。

『陆』 地热资源是怎样形成的

地球内部有巨大的热能，仅按目前可供开采的地下3千米范围以内的地热资源计算，就相当于2.9万亿吨煤炭资源。地下热能的总量约为地球上贮存全部煤的能量的1.7亿倍。地球内部的热能，是地球在漫长的演变过程中积累起来的。地球在演化过程中所积累的能量，有外来能和地球本身的内能，起主导作用的是岩石中所含的铀、钍、钾、锕等放射性元素，在衰变过程中所产生的热能。

地表以下分散的地热资源在一定的地质条件下富集起来，就形成了可以利用的地热资源。地下温度随着深度的加深而逐渐增高，在常温层以下，平均每深100米，温度增高3℃，在地壳15千米以下，地热增温率逐渐减小。因此当地表水下渗受热，或是地下水与地下炽热的岩体相接触，就变成地下热水或蒸汽。如果地下热水沿着断层或裂隙上升到地表，就形成了温泉、热泉、间歇泉、沸泉和热水湖等多种地热资源。

地壳中地热资源的分布是不均匀的，但分布是有规律的。世界上已发现的高温地热区，绝大多数分布在环太平洋带和地中海至喜马拉雅带的板块构造边缘地带。这些地带地壳不稳定，地壳内部的热能易从这些薄弱地带传到地表，因而地热能比较丰富。我国已发现的温泉有2600多处，其中西藏有水热活动区600多处，地热资源很丰富。我国东南沿海和西藏、云南一带，有许多温泉和热泉，是地热资源丰富的地区。我国东南沿海，包括台湾省在内，是属太平洋地热带，而我国的西藏和云南等地，是属地中海至喜马拉雅地热带。

西藏羊八井地热发电站

『柒』 国外如何开发地热资源

地热能是可再生能源。
可再生能源：具有自我恢复原有特性,并可持续利用的一次内能源.包括太阳能、水容能、生物质能、氢能、风能、波浪能以及海洋表面与深层之间的热循环等.地热能也可算作可再生能源。
不可再生能源：泛指人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源资源,叫“非可再生能源”.如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中,经过漫长的演化而形成的(故也称为“化石燃料”),一旦被燃烧耗用后,不可能在数百年乃至数万年内再生,因而属于“不可再生能源”.除此之外,不可再生能源还有,煤、石油、天然气、核能、油页岩。

『捌』 地热能如何开发与应用

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℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1～5千米的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。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，并抽取其能量。地热能是可再生资源。

分布

地热能集中分布在构造板块边缘一带，该区域也是火山和地震多发区。

据美国地热资源委员会1990年的调查，世界上18个国家有地热发电机组，总装机容量5827.55兆瓦，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。

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云南、西藏。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、刚果（金）、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。

作用

人类很早以前就开始利用地热能，例如利用温泉沐浴、医疗，利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。但真正认识地热资源，并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶。

地热发电

地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用于发电。 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。地热发电的过程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能，首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。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，故发展受到限制。主要有背压式和凝汽式两种发电系统。

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两种循环系统：

（1）闪蒸系统。当高压热水从热水井中抽至地面，于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽轮机做功；而分离后的热水可继续利用后排出，当然最好是再回注入地层。

（2）双循环系统。地热水首先流经热交换器，将地热能传给另一种低沸点的工作流体，使之沸腾而产生蒸汽。蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽器，再通过热交换器而完成发电循环。地热水则从热交换器回注入地层。这种系统特别适合于含盐量大、腐蚀性强和不凝结气体含量高的地热资源。发展双循环系统的关键技术是开发高效的热交换器。

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。因为这种利用方式简单、经济性好，备受各国重视，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。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统，现今这一供热系统已发展得非常完善，每小时可从地下抽取7740吨80℃的热水，供全市11万居民使用。由于没有高耸的烟囱，冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。此外利用地热给工厂供热，如用做干燥谷物和食品的热源， 用做硅藻土生产、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。目前世界上最大两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸浆加工厂。我国利用地热供暖和供热发展也非常迅速，在京津地区已成为地热利用中最普遍的方式之一。

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，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，如培养菌种、养殖鳗鱼、罗非鱼、罗氏沼虾等。

地热行医

地热在医疗领域的应用有诱人的前景，目前热矿水就被视为一种宝贵的资源，世界各国都很珍惜。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。如含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。

由于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休养。我国利用地热治疗疾病的历史悠久，含有各种矿物元素的温泉众多，因此充分发挥地热的医疗作用，发展温泉疗养行业是大有可为的。

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。

地热能在应用中要注意地表的热应力承受能力，不能形成过大的覆盖率，这会对地表温度和环境产生不利的影响！应用前景广阔的太阳能

太阳能，一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用做发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少的情况下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等。

现在，太阳能的利用还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。

原理

太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断地核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367瓦/米2。地球赤道的周长为40000千米，从而可计算出，地球获得的能量可达173000太瓦（功率单位，1太瓦=1012千瓦）。在海平面上的标准峰值强度为1千瓦/米2，地球表面某一点24小时的年平均辐射强度为0.20千瓦/时2，相当于有102000太瓦的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外）。

虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的1万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。

尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的二十二亿分之一，但已高达173000太瓦，也就是说，太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等），从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。太阳能为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

太阳能电池发电原理

太阳能电池是对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。

当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子，在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。

利弊

优点

（1）普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，处处皆有，可直接开发和利用，且无需开采和运输。

（2）无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

（3）巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。

（4）长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。

缺点

（1）分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1000瓦左右；若按全年日夜平均，则只有200瓦左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。

（2）不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但目前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

（3）效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

『玖』 地热资源开发问题

20世纪60年代以来，胜利油田在三角洲地区探出较多的自流地热井，但现在利用的较少，且利用面较窄。近几年，随着地方经济的发展，各地政府及各企事业单位也不断投资地热资源的开发，并打出几眼地热井，下面对区内已有的地热井的利用情况作一简单介绍。

沾₁井位于沾化县城东侧，成井于2000年，馆陶组为热储层。成井深度1160.00m，成井时静水位高出地面8.0m，自流量300m³/d，抽水51.6m降深时流量为1680m³/d，井口水温63.5℃。属Cl—Na型水，矿化度9.7～9.9g/L（两次测试结果），地热水中富含微量元素。现该井尚未利用，据了解，该井处拟建一温泉宾馆，集休闲、娱乐、保健于一体。

建₄井位于天鹅湖水库西侧，成井于1988年，东营组为热储层。取水段1330～1480m，现该井井口水温53℃，抽水46.8m降深时流量为1339m³/d。水化学类型为Cl—Na型，矿化度21.09g/L，富含多种微量元素。近年来建成天鹅湖度假村，服务项目包括温泉洗浴、休闲娱乐、温泉理疗等，自建成以来经济效益可观。

沾₂₃井为寒武系-奥陶系热储层。现井口水温48℃，自流量44.88m³/d，该井被一农户承包，主要用于养殖热带鱼类——罗非鱼，同时采取天然气，用于生活，见彩图28A。

沾₆井位于沾化县徒骇河农场。现井口水温38℃，自流量132.5m³/d，现该井主要用于温泉洗浴及治疗皮肤病，建有徒骇河农场温泉医院，见彩图28B。

孤古₁位于胜利油田孤岛指挥部，成井于1972年，奥陶系为热储层。取水段为1500～1777m，成井时井口水温86℃，Cl—Na型水，富含微量元素。现该井已不自流，利用抽油机抽水，出水量较小，孔口水温38℃，已建成孤岛疗养院。由于地热水中富含硫，现在主要用于治疗各种皮肤病，但因地处偏僻，人口较少，尚未完全发挥作用，见彩图28C。

陈₁₀井热储层为寒武系—奥陶系与馆陶组混合水。取水段为1471.0～1490.2m，成井时自流，水温75℃。建成后主要用于热带鱼类养殖采暖，建有一大型养殖场，但近两年该井不能自流，且无相应的提水设备，养殖场关闭，该井现已闲置。

本区内地热资源具有分布广、水量大、水质较好、温度适中（且不同等级并存）（表9-1）、开发潜力大的特点，具有良好的利用前景。可用于供热取暖、温泉洗浴、医疗保健、温池游泳、温室种植、热水养殖、鱼类越冬等方面。在能源紧缺的今天，大力开发地热资源，对于缓解能源紧张、减少环境污染，促进经济的可持续发展具有重要意义。

表9-1 适于利用的地热温度表Tab.9-1 Suitable temperature of geo-thermal utilization

从水化学条件分析，区内地热水均为咸水，不能饮用，且部分地热水对金属管道具有腐蚀性，在开发利用时应进行处理或作为换热水利用。地热水按温度分级为低温地热资源的温热水和热水，且富含对人体健康有益的微量元素，使地热水的利用更有前途，其开发利用更具有广泛的经济效益和社会效益。

黄河三角洲地区，凹陷内的馆陶组和东营组热储层埋深小于1500m及义和庄凸起内的馆陶组与寒武系—奥陶系，按地热资源温度分级应属低温地热资源的温热水，即温度一般小于60℃，当在此范围内取水时，其主要利用方向应定位于医疗保健、温泉洗浴、温室种植及热水产养殖等方面，其他凸起区的馆陶组与寒武系—奥陶系、凹陷内馆陶组与东营组热储层埋深大于1500m时，其热储层水温一般大于60℃，按地热资源温度分级应属低温地热资源的热水，可用于采暖、工艺流程、热水养殖等方面。

对于区域地热资源的开发，根据地热地质条件由好到差的顺序并结合位置因素，依次分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类开采区。

1.一类开采区（Ⅰ）

（1）东营开采区（Ⅰ₁）

该区以东营市西城区北侧为中心，西起辛店、东到辛安水库西侧，呈近东西向条带状分布，宽约6km。该开采区地处东营市区附近，交通便利，位置优越，经济发达，开采深度适中。该区馆陶组、东营组砂层厚度均较大，若以采暖为目的，应考虑开采东营组热水，但成井深度要大于1500m。馆陶组可获得低温地热资源中的温热水，用于医疗保健、温泉洗浴、温室种植、水产养殖等。

（2）牛庄—六户开采区（Ⅰ₂）

该区位于东营市西城区南侧，西起盐垛、东到沙营、南部以牛庄—六户为界。该区距东营市区较近，砂层厚度较大，埋藏条件适中，是较理想的开采区。馆陶组砂层厚度大，水量较丰富，是该区优先考虑的开采层，其次考虑东营组。

（3）沾化—汀河开采区（Ⅰ₃）

该区位于沾化县城以西至利津县汀河一带。馆陶组砂层厚度较大，成井深度1100～1200m，即可获得60℃左右的热水；寒武系—奥陶系热储埋深较小，水温较高，在断裂构造有利部位施工地热井，出水量较大。

（4）孤岛开采区（I₄）

该区位于胜利油田孤岛指挥部（孤岛凸起）。该区开采目的层有三层，自上而下为馆陶组、东营组和寒武系—奥陶系，且盖层地温梯度大于4℃/100m，热储层热水温度较高，可根据不同用途进行不同层位的开发。

2.二类开采区（Ⅱ）

（1）东营—牛庄开采区（Ⅱ₁）

该区位于Ⅰ₁、Ⅰ₂类开采区外围东营—牛庄一带。与Ⅰ₁、Ⅰ₂类开采区相比，馆陶组、东营组砂层厚度变小，水量减小，而开采深度、热储温度相近。

（2）河口开采区（Ⅱ₂）

该区以河口区为中心，向东北呈扇形状。馆陶组、东营组地层厚度、砂层厚度较大，但埋藏较深，开采成本高。馆陶组成井深度应在1500m以上，可获得70℃左右的热水；东营组成井深度1800m以上，可获得80℃左右的热水。

（3）沾北开采区（Ⅱ₃）

该区位于沾化县城以北，义和庄凸起南侧，沾化凹陷西端。该区馆陶组砂层厚度较大，东营组小于50m。开采目的层应主要考虑馆陶组，成井深度1300～1400m为宜，并可获得60℃左右的热水。

（4）郭局子开采区（Ⅱ₄）

该区位于工作区西北部，义和庄凸起北侧，位置偏僻。该区馆陶组砂层厚度大，东营组在新户—兴合村以南缺失，地热资源量丰富，但位置偏僻。开采目的层应首先考虑馆陶组，开采深度1300～1500m，水温60℃左右。

（5）黄河农场开采区（Ⅱ₅）

该区位于工作区东部，陈家庄凸起以北，黄河入海口南侧。该区馆陶组、东营组砂层厚度大，顶板埋深浅，地热资源丰富，但位置偏僻。

3.三类开采区（Ⅲ）

（1）广饶开采区（Ⅲ₁）

该区位于工作区南部广饶凸起带上。该区热储埋深虽小，但盖层地温梯度大，一般4.5℃/100m，局部大于5℃/100m，热水温度40～50℃，仍具有开发利用价值。

（2）义和庄开采区（Ⅲ₂）

该区位于工作区西北部义和庄凸起带上。该区盖层地温梯度4～4.5℃/100m，推测热水温度55～77.5℃，但出水量不大，且位置偏僻。

（3）埕东开采区（Ⅲ₃）

该区位于工作区北部埕东凸起带上。该区盖层地温梯度5℃/100m左右，热储埋深较大，推测热水温度90℃。

4.四类开采区（Ⅳ）

（1）东营凹陷区（Ⅳ₁）

东营凹陷内前三类开采区及开发利用条件较差区以外的区域均划为四类开采区。该区开采层主要为馆陶组，但砂层厚度小于100m，出水量较小，热水温度小于60℃，而东营组或缺失，或厚度很小，不具备开采价值。

（2）沾化凹陷区（Ⅳ₂）

该区位于沾化凹陷中部。馆陶组、东营组砂层厚度均小于100m，且东营组顶板埋深一般大于1500m，开采成本高。

『拾』 来自地球深处的力量——地热能是如何利用的

地热能是一种洁净的可再生能源。它具有热流密度大、容易收集和输送、参数稳定（流量、温度）、使用方便等优点，已成为人们争相开发利用的热点。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，并抽取其能量。近年来，随着国民的经济迅速发展和人民生活水平的提高，采暖、空调、生活用热的需求越来越大，是城市建筑物用能的主要部分。建筑物污染控制和节能已是城市发展面临的一个重大问题。特别是冬季采暖用的燃煤锅炉的大量使用，给大气环境造成了极大的污染。因此，地热能直接利用，实现采暖、供冷和供生活热水及娱乐保健，建成地热能综合利用建筑物，已是改善城市大气环境、节省能源的一条有效途径，也是这几年来全球地热能利用的一个新的发展方向和趋势。

2002年在广东省某地投入运行了以75℃地热水为驱动的地热制冷、采暖示范系统，机组制冷量为100千瓦，耗电仅18千瓦，系统节能效果显著。而北京市和天津市为减少化石燃料的使用，改善两市的大气环境，利用地热水进行冬季供暖也取得了良好的效果。

地热能的另一种形式主要是地源能，包括地下水、土壤、河水、海水等，地源能的特点是不受地域的限制，参数稳定，其温度与当地的年平均气温相当，不受环境气候的影响，由于地源能的温度具有夏季比气温低、冬季比气温高的特性，因此是用于热泵夏季制冷空调、冬季制热采暖的比较理想的低温位冷热源。

地热能的另一大用途就是用来发电，根据1996年6月世界可再生能源大会统计，全世界地热发电的装机容量为6543兆瓦。目前，有21个国家在利用地热能发电，其中装机容量在500兆瓦以上的国家有美国、菲律宾、匈牙利、冰岛。除此之外，许多发展中国家也在积极利用地热发电以补能源的不足。

上个世纪末，联合国（UN）就与世界银行共同发起建立基金，出资帮助能源勘探人员到非洲大裂谷开采地热资源，以开发大裂谷的地热发电潜力，满足东非国家的生产和生活用电。

在美国，已经有许多州县准备对自己境内的潜在地热能进行开采和利用。美国阿拉斯加州州政府正在对阿拉斯加州境内最大的火山群进行勘测，旨在找出可利用的地热能源。据有关专家预计，这些火山群和附近的温泉能够解决州内超过25%的能源供应。

我国适于发电的高温地热资源主要分布在西藏、云南、台湾等地区。全国地热电站总装机容量为304兆瓦，发电量排名世界第12位。著名的西藏羊八井地热电厂已建成一座25兆瓦以上的工业型地热电站，到1996年底已发电11亿千瓦时，为缺煤少油的拉萨名城供电作出重大贡献，不愧为世界屋脊上的一颗明珠。

可以想见，随着地热能开发力度的不断加大，地热能必将在我们未来的城市生活中扮演重要角色。