地熱能利用技術分析
地熱能是指蘊藏在地殼中能夠為人類經(jīng)濟地開發(fā)利用的熱資源。地熱能可分為淺層地溫能、常規(guī)地熱能和干熱巖地熱能。那么，下面是小編為大家整理的地熱能利用技術分析，歡迎大家閱讀瀏覽。
一、地熱能的概念和優(yōu)點
第一，地熱能的基本概念
地熱能是指蘊藏在地殼中能夠為人類經(jīng)濟地開發(fā)利用的熱資源。地熱能可分為淺層地溫能、常規(guī)地熱能和干熱巖地熱能。200米以淺的稱為淺層地溫能，200米至3000米的稱為常規(guī)地熱能，3000米至10000米的稱為干熱巖地熱能。常規(guī)地熱能的高溫部分和干熱巖資源供地熱發(fā)電利用，常規(guī)地熱能的低溫部分和淺層地溫能用作供暖和其他熱利用。
第二，地熱能的主要優(yōu)點與其他可再生能源比較
地熱能利用的優(yōu)點是其利用系數(shù)最大。中國科學院院士汪集旸指出，地熱發(fā)電利用系數(shù)是0.73，平均一年工作6400小時以上，生物質(zhì)、水力、潮汐、風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的利用系數(shù)分別是0.52、0.42、0.23、0.21和0.14，在同樣裝機容量下，地熱能發(fā)電年發(fā)電量是風力發(fā)電的3.5倍，是太陽能發(fā)電的5倍。
二、我國地熱能分布及重慶地熱資源狀況
第一，我國地熱能分布
我國是以中低溫為主的地熱資源大國，全國地熱資源潛力接近全球的8%。據(jù)國土資源部初步評價，我國淺層地熱能資源量相當于95億噸標準煤，年可利用量約3.5億噸標準煤;常規(guī)地熱能資源量相當于8530億噸標準煤，年可利用量約6.4億噸標準煤;干熱巖地熱能理論資源量相當于860萬億噸標準煤，約為2013年全國能源消費總量的20多萬倍。高溫(>150℃)對流型地熱資源，主要分布在西藏、騰沖現(xiàn)代火山區(qū)及臺灣地區(qū);中溫(90～150℃)、低溫(<90℃)對流型地熱資源，主要分布在沿海一帶如廣東、福建、海南等省區(qū);中低溫傳導型地熱資源，分布在華北、松遼、四川、鄂爾多斯等地的大中型沉積盆地之中。
第二，重慶市地熱資源
根據(jù)《重慶市地熱資源總體規(guī)劃報告》，全重慶市地熱資源總量為3.3×1017千焦，可采水量約為4.64億立方米/年(約127萬立方米/天)。
重慶市淺層地溫能資源150米以淺的可利用資源量約為1.26億千瓦，100米以淺的可利用資源量約為0.77億千瓦;涪陵區(qū)、黔江區(qū)、萬州區(qū)、一小時經(jīng)濟圈150米以淺的可利用資源量分別約為7.33萬千瓦、221萬千瓦、881萬千瓦、7220萬千瓦;涪陵區(qū)、黔江區(qū)、萬州區(qū)、一小時經(jīng)濟圈100米以淺的可利用資源量分別約為472萬千瓦、142萬千瓦、567萬千瓦、4640萬千瓦。
重慶市鉆孔深度取150米則地埋管地源熱泵能滿足制冷面積約為12.6億平方米建筑的空調(diào)冷負荷,鉆孔深度取100米則地埋管地源熱菜能滿足制冷面積約為7.7億平方米建筑的空調(diào)冷負荷。涪陵區(qū)、黔江區(qū)、萬州區(qū)、一小時經(jīng)濟圈150米以淺的可利用資源量分別能滿足制冷面積約為7340萬平方米、2210萬平方米、8810萬平方米、7.22億平方米建筑的空調(diào)冷負荷;涪陵區(qū)、黔江區(qū)、萬州區(qū)、一小時經(jīng)濟圈100米以淺的可利用資源量分別能滿足制冷面積約為4710萬平方米、1420萬平方米、5670平方米、4.64億平方米建筑的`空調(diào)冷負荷。
三、地熱能利用途徑
地熱能利用分為地熱發(fā)電和地熱直接利用兩種途徑。
第一，地熱發(fā)電
地熱發(fā)電是利用地下熱水和蒸汽為動力源，把熱能在汽輪機中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，帶動發(fā)電機發(fā)電的發(fā)電技術，適用于高溫地熱資源的開發(fā)利用，可分為蒸汽型和熱水型地熱發(fā)電兩大類。
其一，蒸汽型地熱發(fā)電
蒸汽型地熱發(fā)電主要應用在溫度高于150攝氏度的干熱巖資源地熱田，把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽輪發(fā)電機組發(fā)電，發(fā)電方式簡單。干蒸汽地熱資源較少，且多存于較深的地層，開采難度大，發(fā)展受到限制。
其二，熱水型地熱發(fā)電
熱水型地熱發(fā)電主要利用高溫熱水，溫度范圍為150攝氏度-100攝氏度，主要有閃蒸地熱發(fā)電和中間介質(zhì)法地熱發(fā)電兩種方式。閃蒸地熱發(fā)電是將高溫高壓熱水抽至地面，部分熱水會沸騰并“閃蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽輪機做功;中間介質(zhì)法地熱發(fā)電就是通過熱交換器利用熱水來加熱某種低沸點的工質(zhì)，使之變?yōu)檎羝�，推動氣輪機做功發(fā)電，該種發(fā)電方式能有效利用中低溫地熱資源，適合溫度為低于100攝氏度的地熱資源發(fā)電。
重慶市地熱資源主要以熱水型中低溫為地熱資源主，地下數(shù)百米至三千余米的地熱水溫基本在25至62攝氏度，重慶市推廣地熱發(fā)電還有待相關技術的進一步成熟和投資成本的下降。
第二，地熱能直接利用
主要是用于工業(yè)加工、建筑采暖制冷、農(nóng)業(yè)溫室、農(nóng)田灌溉、洗浴醫(yī)療、旅游等領域。
其一，建筑物采暖制冷。主要是利用地源熱泵技術，將土壤、地表或者地下水體中的熱量進行轉(zhuǎn)換，供建筑物采暖制冷。如重慶大劇院采用江水源熱泵機組，以嘉陵江水作為熱源和冷源，實現(xiàn)全年替代常規(guī)能源量1502噸標煤，年減排二氧化碳3710噸、二氧化硫30噸、粉塵15噸，年節(jié)約運行費用152萬元，具有較好的節(jié)能效益。
其二，地熱能農(nóng)用技術。主要集中在地熱溫室種植和水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，地熱灌溉、地熱孵化禽類、地熱烘干蔬菜、地熱加溫沼氣池等也在發(fā)展之中。
其三，地熱能醫(yī)療利用技術。地熱流體溫度較高、含有特殊的化學與其他成分、生物活性離子及放射性物質(zhì)，對人體器官功能具有醫(yī)療、調(diào)節(jié)作用，可利用地熱進行水療、氣療和泥療。
其四，地熱用于旅游娛樂。溫泉與旅游相結(jié)合，是我國地熱利用發(fā)展較快的領域。
四、重慶市地熱資源利用狀況及問題
第一，利用現(xiàn)狀
重慶市地熱利用以溫泉旅游、地源熱泵利用為主。2015年，全市已運營溫泉旅游項目33個，預計溫泉游客接待量將達2500萬人次，地熱水開采利用相當節(jié)約標準煤8萬噸左右，減排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和懸浮質(zhì)粉塵分別為23萬噸、1600噸、570噸和770噸，節(jié)省燃料成本近4000萬元，節(jié)省治理費用1700萬元。
2011年至2015年全市建筑中熱泵系統(tǒng)應用面積達到380萬平方米，其中水源熱泵系統(tǒng)應用面積達到300萬平方米，地源熱泵系統(tǒng)應用面積達到80萬平方米。
第二，存在的問題
其一，投資成本較高。重慶地區(qū)地下巖石多，且成片，鉆井費用高，目前地熱利用工程的投資較大。
其二，老城區(qū)建設密度大，地下管網(wǎng)分布復雜，對老城區(qū)的空調(diào)進行熱泵技術改造，施工難度較大，技術要求高。
其三，重慶市地熱資源開發(fā)利用的基礎工作有待加強。一是全市統(tǒng)一的地熱資源信息系統(tǒng)需要建立;二是需要政府出臺地源熱泵資源開采區(qū)規(guī)劃及指導意見。
五、相關政策介紹
第一，《關于促進地熱能開發(fā)利用的指導意見(國能新能〔2013〕48號)》提出，到2015年，全國地熱供暖面積達到5億平方米，地熱發(fā)電裝機容量達到10萬千瓦，地熱能年利用量達到2000萬噸標準煤，到2020年，地熱能開發(fā)利用量達到5000萬噸標準煤;中央財政重點支持地熱能資源勘查與評估、地熱能供熱制冷項目、發(fā)電和綜合利用示范項目;按照可再生能源電價附加政策要求，對地熱發(fā)電商業(yè)化運行項目給予電價補貼政策。
第二，《重慶市地熱資源管理辦法(重慶市人民政府令第256號)》規(guī)定，地熱資源探礦權(quán)、采礦權(quán)及其配套開發(fā)的經(jīng)營性土地使用權(quán)，應按照國家有關規(guī)定通過招標、拍賣或者掛牌方式出讓;開采地熱資源應當依法繳納采礦權(quán)使用費、采礦權(quán)價款、礦產(chǎn)資源補償費和資源稅;地熱資源實行限量開采。
第三，《重慶市可再生能源建筑應用示范工程專項補助資金管理暫行辦法(渝財建[2007]427號)》規(guī)定，對利用可再生能源熱泵機組的空調(diào)，按機組額定制冷量每千瓦補貼800元;對利用可再生能源提供生活熱水的高溫熱泵機組，按機組額定制熱量每千瓦補貼900元。
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