我國地熱能利用方式及發展建議

呂鵬飛

摘 要：地熱能作為可再生能源，直接利用和間接利用受到各行各業的重視。我國地熱能利用目前主要以直接利用為主，間接利用處于研究階段，但是相應的環境問題是地熱能利用研究需要亟待解決的關鍵問題之一，該文針對環境問題及我國目前發展狀態提出相應的對策建議。

關鍵詞：地熱能 可再生能源 環境影響 開發

中圖分類號：TK529 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（c）-0223-01

隨著能源危機的加劇，節能和開發利用可再生能源逐漸被各行各業所重視，可再生能源的利用可以減少粉塵，CO2等污染物的排放量。地熱能作為可再生能源的一種，利用總量快速增長，利用方式出現多樣化。從初始的地熱溫泉、養殖、溫室、供暖到現在采用地熱能發電，地熱能為我們的生活提供大量直接或間接的服務。我國對地熱能的研究和利用也越來越重視，2013年國家能源局、財政部、國土資源部、住房和城鄉建設部聯合發布《關于促進地熱能開發利用的指導意見》，意見中指出我國的地熱能資源具有儲量大、分布廣、發展前景廣闊等特點。可持續開發地熱能對緩解我國在能源資源壓力、實現非化石能源目標、推進能源生產和消費革命、促進生態文明建設具有重要的現實意義和長進的戰略意義[1]。

地熱能按照利用溫度的要求，分為高溫地熱能、中溫地熱能和低溫地熱能，我國地熱能具有分布和利用廣泛但不均勻的特點，高溫地熱能主要分布在西藏羊八井和云南騰沖等西部和西南部地區，中低溫地熱能則在全國各處都有分布。目前，我國地熱能利用中，西藏羊八井地區和云南騰沖地區以發電為主且技術相對成熟，如：西藏羊八井地熱電站的發電供電量超過拉薩電網的70%供電量，其他區域地熱能利用主要以直接利用為主，如：地熱供暖、溫泉、養殖等，基本實現地熱能梯級利用的科學利用模式，利用率相對較高。

我國中低溫地熱能直接利用技術相對成熟，特別是隨著建筑保溫隔熱等的發展，地板式地熱采暖快速發展。高中溫地熱的利用以發電為主，發電系統根據地熱資源溫度和壓力的不同，分為全流式、閃蒸式、雙循環和干熱巖等發電系統。西藏羊八井地熱屬于高溫地熱，發電系統以閃蒸和全流式為主，而我國的中溫地熱分布廣泛但是利用率低，因此，科研機構及院校的研究主要側重中低溫地熱雙循環發電系統的研究，其中膨脹機的自主研究成為該發電系統的一個難點，以天津大學雙螺桿膨脹機和北京工業大學單螺桿膨脹機為主要研究成果[2-3]。

地熱發電系統亦存在較大的環境問題尚未解決，例如：地熱能發電中熱污染、地熱水化學物質，地面沉降等環境問題。地熱發電系統是將地熱水抽取到地面后經過處理，然后接著進入膨脹機或與其他工質換熱（將熱量傳遞給工質，工質進入膨脹機做功）后排放，直接排放的地熱水溫度相對環境溫度較高，地熱水中含有各種礦物質等，都會導致地面熱污染和環境污染。地熱水抽取后，如果水源補充不及時，會形成地面沉降等后果。上述地熱利用中的問題可以通過地熱水回灌技術解決，目前回灌技術主要考慮初投資投資和可靠性等因素，初投資包括打井的費用和回灌泵耗功及維護費用，可靠性主要是隨著時間推遲，存在回灌量減少或無法回灌的問題。

地熱資源相對屬于集中式資源，可以優先發展利用，我國地熱利用技術和利用處于方興未艾階段，但是存在多種問題尚需亟待接觸。比如：可借鑒國外地熱發展新技術，新模式，提高我們地熱能利用率，例如冰島、土耳其和意大利3個國家的直接發電系統技術[4-6]。能源梯級利用是我科學家提出科學用能的概念，因此，可以將高溫地熱實現直接和間接利用的全面開發，即高溫地熱發電后可以增加直接利用的方式，實現地熱資源高效利用。同時，國家需要增加在地熱能等可再生能源方面的政策支持，建立示范應用工程，增加科研投入以獲得自主性知識產權的成果，突破地熱發電在系統關鍵設備及回灌等方面關鍵技術的突破，提高我國地熱能開發利用效率。

參考文獻

[1] 國家能源局，財政部，國土資源部，住房和城鄉建設部[R].關于促迚地熱能開發利用的指導意見，2013-01-10.

[2] 王維，范文伯.TFE-TUR復合地熱發電系統熱力學分析[J].熱能動力工程，1991，6（4）：189-193.

[3] 王偉，吳玉庭，馬重芳.單螺桿膨脹機的初步試驗研究[J].太陽能，2009（3）：30-32.

[4] Ragnarsson A.Geothermal Energy Use，Country Update for Iceland[C]//European Geothermal Congress，2013：3-7.

[5] Bertani R.Geothermal Energy Use，Country Update for Italy[C]//European Geothermal Congress，2013：3-7.

[6] Parlaktuna M，Mertoglu O， Simsek S，et al.Geothermal Country Update Report of Turkey（2010-2013）[C]//European Geothermal Congress，2013：3-7.