地熱新能源研究進展及發展展望

董涵

摘要：地熱能是一種綠色低碳、能夠持續利用的可再生能源，具有儲量大、分布廣、清潔環保、穩定可靠等特點，是一種現實可行且具有競爭力的清潔能源。地熱能利用分為地熱發電和地熱直接利用（以熱的形式利用）兩大類。從發展趨勢看，深部地熱能的開發以及低溫地熱能的利用前景廣闊。

關鍵詞：地熱，新能源，研究進展，發展展望

煤炭、石油等傳統能源在給人類創造財富的同時，也給環境造成了巨大的污染，尋找環保型替代能源勢在必行。以太陽能、風能、潮汐能、地熱能等為代表的綠色新能源的開發利用已成為世界能源研究的熱點。在新能源中，地熱是一種最為現實并具有競爭力的可再生能源，其開發利用正在成為壘球應時氣候變化的一個不可忽視的重要手段。我國地熱能開發利用已取得了長足進展，利用領域也不斷擴展，現已廣泛用于區域供暖、居民生活熱水、溫泉旅游、溫泉理療等。通過技術革新與工藝改造，形成了一系列地熱利用新技術與新工藝，從發展趨勢看，深部地熱能的開發以及低溫地熱能的利用前景廣闊。

1地熱能開發利用現狀

我國地熱能利用發展很快，到目前為止，地熱已廣泛用于供暖、溫室、干燥、旅游及發電等領域。隨著地熱能利用技術的小斷提高，其利用率也小斷提高，而且，利用方式也逐步由粗放式利用向集約式利用轉變，逐步走向可持續發展的道路。地熱能的開發利用包括發電和非發電利用兩個方面。高溫地熱資源主要用于發電，發電后排出的熱水可進行逐級多用途利用;中低溫地熱資源則以直接利用為主，多用于采暖、干燥、工業、農林牧副漁業、醫療、旅游及人民的日常生活等方面。

1.1地熱取暖。

地熱能直接用于采暖、供熱和供熱水是最經濟、最簡便、最有效的利用方式，在有地熱資源的地方鉆一口井，將地下熱水直接引入所需要的地方。

1.2地熱發電。

高壓熱水從熱水井中抽至地面，由于壓力降低部分熱水會沸騰并“閃蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽輪機做功;而分離后的熱水可繼續利用后排出，或通過“還原井”送回地下。

2 地熱利用新技術

自上世紀90年代以來，我國地熱工程技術取得了長足進展，利用領域也小斷擴大，勘探、開發、利用技術小斷創新。地熱熱泵技術、地熱梯級利用技術、回灌技術、深部地層儲能反季節循環利用技術等在地熱能在供暖、環保等方面存在的問題提供了解決方法。另外，通過技術革新與工藝改造，形成了一系列地熱利用新技術與新工藝，提高了資源的利用率，進一步保護了資源與環境。

2.1地熱熱泵技術

地熱交換器后的地熱尾水溫度一般在40～50℃左右，很難再用來直接供熱，如果直接排放到環境中，不僅造成能源的浪費，也造成了環境的熱污染。熱泵是高效利用低溫余熱的節能裝置，通過熱泵，可以從低溫地熱尾水中提取熱量，從而降低地熱尾水的排放溫度，提高了地熱能的利用率。

2.2地熱梯級利用技術

地熱梯級利用就是多級次地從地熱水中提取熱能，多層次地利用，以達到“能盡其用”的目的。通常情況下，可以將地熱能要供暖的總負荷分成高溫供暖部分與低溫供暖部分，高溫部分一般可以采用管網方式供暖，低溫部分可以采用地板輻射采暖等。另外.根據地熱井出水溫度、流量與熱量損耗指標等參數，計算出地熱能的供熱量，并相應地將總供熱量按梯次換取，進行供熱。

2.3回灌技術

地熱資源是在漫長的地質歷史時期內形成的，其補給來源十分有限。如果長期以單井形式開發，不僅會造成熱儲層水位下降，而且由于尾水溫度過高，會造成環境熱污染。回灌是解決上述問題的根本方法。

2.4深部地層儲能反季節循環利用技術

該技術的基本思路是：利用對井，存儲經熱泵提冷或提熱后的“熱水”或“冷水”。在冬季把熱水源抽出來供暖，在夏季把冷水源抽出來制冷，實現“夏灌冬用”進行供熱，“冬灌夏用”解決制冷的反季節循環利用。這項技術的關鍵是用熱（冷）小用水，小僅節約了能源，還避免了環境的污染問題。

3發展趨勢

3.1深部地熱能的開發

地球內部蘊藏著巨大的熱能，進入地球內部越深，溫度就越高。目前，我國開采地熱能一般在地表以上3500m以內，而且以水熱型地熱能為主。實際上，水熱型地熱能的儲量相對于地球熱庫來說，數量是很少的，而且溫度相對也要低。大部分地熱能賦存于巖石中，稱干熱巖。干熱巖中地熱能的開發潛力巨大，但開發利用技術還小成熟，還有待于進一步研究。

3.2低溫地熱能的利用

一般情況，高于45℃的地球熱能才稱為地熱能。熱泵技術的應用，使得地熱能的概念可以進一步拓展，淺層地卜水中的熱也可以通過熱泵加以利用。新的環境問題。調整地熱能利用結構，依靠技術的創新與發展，是解決粗放式開發的關鍵問題。

3.3 地熱利用結構調整

調整地熱能利用結構，依靠技術的創新與發展，是解決粗放式開發的關鍵問題。地熱開發利用中存在的小科學、小合理、小經濟，浪費大、污染重的諸多問題，只有依靠結構調整與科技應用才能解決。地熱開發利用中存在的小科學、小合理、小經濟，浪費大、污染重的諸多問題，只有依靠結構調整與科技應用才能解決。要借助于市場的推動，政府的協調，資源意識的增強，公眾的參與，大力推進地熱利用中新技術、新工藝、新方法的應用，解決長期以來一直小好解決的諸如腐蝕問題、地熱棄水溫度高的問題、地熱資源的多種功能小能全部發揮的問題等。通過科技創新，把跨學科，跨領域的技術相互結合，取長補短，實現突破。

結束語

近年來，我國地熱利用技術取得了長足的進展。通過技術創新，形成了一系列的地熱利用新技術與新工藝，提高了資源的利用率，保護了資源與環境。另外，熱泵技術、低溫地板輻射采暖技術、信息技術的應用給地熱能利用中存在的問題提供了解決方法。開發利用領域也小斷拓展，目前中低溫地熱能已廣泛用于供暖、養殖、種植、旅游及工業干燥等領域。隨著勘探、開發技術的進一步發展，深部地熱能開發將具有更加巨大的潛力。

參看文獻：

[1] 胡斌，王愚.淺談地熱發電技術[J].東方電氣評論.2019（03）.84-88

[2] 聞鑫.地熱資源開發應用現狀及趨勢探討[J].化工管理.2018（25）.109

[3] 曹耀峰.地熱即將成為有競爭力的新能源[J].能源.2015（11）.102-105