低温地热的开发前景

低温地热的开发前景

(冀东油田供电公司河北唐山063200)

摘要:我们都知道,地热是一种可再生能源,它的应用范围十分广泛,可以在全天候被充分利用,我国地热资源含量十分丰富,特别是对于低温地热来说,它有着十分广阔的开发前景,一定要从思想层面高度重视低温地热开发的重要性。针对这样的情况,本文有针对性的着重分析和介绍地热种类、应用方式以及当前的市场需求等相关方面的内容,希望为相关人士提供有益的借鉴和参考。

关键词:低温地热;应用方式;开发前景

引言

通常意义上,我们所称之为的地热资源主要指的是,绝大多数以水作为介质把它从地下有针对性的带到地面上来的一种能源,按照能源的类型进行划分,可以分为三种类型,分别是:高温地热,这是一种温度超过150度的地热类型,通常情况下分布于地球各板块之间的边缘地带,第二种类型是中温地热,温度大约在90~150℃之间,它主要与板块里面活动性断裂和沉积盆地的发育演化有着巨大的关联性,还有一种地热类型,也就是本文中所着重介绍的低温地热,它的温度范围在25~90℃之间。地热是一种可再生能源,可以被重复利用,从根本上促进我国经济社会的可持续发展,能够充分实现资源利用和环境保护之间的和谐和平衡,在近几年来,地热资源,特别是低温地热得到了极为显著的开发,应用前景十分广阔。

1低温地热的应用方式

1.1地热发电

从根本上来讲,地热发电隶属于使地热资源得以间接利用的一种方式,地热发电的方式包括两种类型,分别是:(1)扩容式。这种发电形式首先是有针对性的把来自于地热井内部的汽水混合物输入到汽水分离器里面,确保水和蒸汽得以有效隔离,被隔离出的蒸汽,被称之为一次蒸汽,把一次蒸汽有针对性的导入到汽轮机的高压级。被隔离出的水导入到扩容器,因为压力出现了很显著的降低,很多热水这个时候便被称为二次蒸汽,被导入到汽轮机里面的低压级。一次蒸汽与二次蒸汽两者之间共同作用于汽轮机,使其作功,从而也推动发电机实行发电。这种发电形式,通常情况下的系统都比较简单,故障率也比较低,但是,所适用的范围比较有限制,只适用于那些压力很大且温度特别高的地热资源。(2)双循环式。我们所说的这种发电方式,热水和发电器通过特定的热交换器有针对性的把相关的能量传递到低沸点工质,然后低沸点工质作用于汽轮机,使其作功,从而促进发电机发电。该发电系统相对来讲十分复杂,但它所适用的范围比较宽泛,适用于温度较低而不宜用扩容式发电的地热资源。

1.2直接热应用

在我国目前发现的地热资源中,绝大多数都是中低温地热,这种地热的储存和分布量都比较大,通常情况下用它发电的效益不是很高,所以更适合直接性热应用。地热资源属于一种本土资源,可以在最大程度上有效规避因为运输所产生的相关弊端,在人们的生产和生活中能够被直接利用,体现出更大的综合效益,所以得到了更广泛的认可和应用。

1.3热泵供暖

随着科学技术的迅速发展,在人们的生产和生活中,热泵供暖已经成为一种十分普遍,并且发展十分迅速的一种间接利用地热的方式。切实有效的利用热泵技术进行供暖,能够在很大程度上有效规避因直接用电取暖所造成的经济负担,就近开发城市低温地热所取得的效果十分良好,其经济效益显著。

2市场需求

2.1需求与资源环境之间存在的矛盾

(1)环境制约。当前我国大部分地区,特别是东北地区的热能需求主要还是直接来自于煤炭、电能或者生物能源,然而,消耗煤炭等碳基能源对于环境来说会带来极大的危害,从长远的发展角度来看,必须要从根本上有效确保在消耗煤炭等碳基能源和环境保护两者之间做出切实有效的平衡和协调,把煤炭等能源的消耗进行切实有效的控制,使我们生存的环境可以有效维持并加以改善。

(2)资源量的极大限制。我国东北地区的煤炭储量、水能和油气资源从含量上来看是比较缺乏的,资源总量方面受到极大的限制,特别是油气资源经过长时间的开发正在走向枯竭。风能和太阳能相对来说储量比较充足,但是开发的成本太过高昂,而且这两种资源都属于间歇性能源,无法随时调用。从整体上来看,东北地区的能源需求和资源总量有很多方面的问题,切实有效的利用地热这种恒定的能源,能够进行全天候的调用,地热能源作为一种热源在东北地区的应用有着比较独特的价值和贡献。

2.2技术的可行性

地热资源作为一种再可利用资源,当前已经越来越被人们重视,但是之前人们着重关注的只是高温地热的开发,因为技术方面的影响以及针对地热认识的限制,针对于存在于地下的中低温地热并没有高度关注。随着科学技术的迅猛发展,在能源和环境方面的矛盾日益激化,中低温地热的研究和开发已经得到该领域内相关人士的广泛关注。获取低温地热的方式主要是由钻深井以水为工质获取地热或热岩热,这种开发方式也得到能源界的高度关注。特别是在世界范围内,采取低温地热加热泵供暖的技术也实现了突飞猛进的发展,并得到了广泛的运用,在地热应用比例中的比例迅速上升。我国在地热钻井深度方面已经取得了重大突破,并逐步朝着更规范更专业的方向前进。

2.3经济性

从具体的实践中,可以很明显的看出,锅炉单独供暖相较于地热单独供暖、地热加锅炉供暖和地热加热泵供暖来说,资源消耗量十分巨大,经济性特别不理想,特别是在城市应用锅炉单独取暖,还收相应的排污费,地热资源温度不变,设备费用也在进一步降低,在经济性方面十分理想,地热加热泵和地热单独供暖都要比锅炉供暖有更大的经济效益,相比较其他形式的供暖,地热供暖将有更加明显的优势。

3.资源状况

从地质学的意义上来讲,可以有针对性的把地热分成五种类型。第一种就是蒸汽型。这种类型的地热,通过一种过热的蒸气形式在地下储存,可以直接进入汽轮机来进行发电,但是它的储量比较小,在世界范围内也只有两处。第二种是热水型。这种类型的地热以热水形式在地下储存,在我国已发现的地热资源中占据很大的比例,它通常情况下是以双循环式来进行发电的。第三种是地压型地热,这种地热类型并没有被人们充分的认识,它通常情况下是以高压高盐热水的形式存储在2000~3000m深的沉积盆地中,不透水的页岩紧紧封闭着它,热水体内部含有大量的甲烷等碳氢化合物,它是一种十分典型的综合能源体,其开发潜力十分巨大。第四种是干热岩型地热。这种地域类型存在于无水与蒸汽参与的干热岩石,温度范围在150~650℃。在世界范围内,很多国家对于这种地热类型都在重点研究和实验。第五种是岩浆型地热。这种类型的地热主要指的是在地层的深处处于一种弹性状态或者彻底熔融状态的高温熔岩,温度之高可以达600~1500℃。这种类型的地热资源开发难度最大。有针对性的结合当前的技术水平和研究成果,通常情况下认为,钻井深度3000m是开发利用地热能的经济界限,随着科学技术的迅猛发展,以及对地热能的研究,地热的利用效率也在进一步提高,其经济深度必将实现更大的突破。

4结束语

综上所述,地热资源是一种用途极其广泛,并且储存量巨大,与环境的相容性特别好的一种可再生能源,因为东北地区能源结构的特殊性,以及该地区的气候特征、地理位置等相关方面的特点,地热资源都越来越呈现出至关重要的多重价值,地热资源特别是低温地热的有效利用,能够切实有效的改善单一的能源结构,使煤炭消耗量有效降低,对环境起到切实有效的保护作用,因此,从这个角度来说,其开发利用前景不可限量。

参考文献:

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[2]金春爽,汪集.天然气水合物的地热研究进展[J].地球科学进展,2015.3(4):28-29

[3]谭世燕,石义强,赵育捷.松辽盆地地热资源的形成与远景评价[J].2016.3(2):58-60

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