地热能源现在怎么用的

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。

导语：地热能，大家可不要歪曲的认为它是我们楼里所使用的地暖……顾名思义它是一种由地壳发出的天然热能，其热源来源于岩浆。地热能也是制造火山喷发和地震的主要能量。其形成的原理是：有些地方的地壳比较薄弱岩浆可以到达近地表，而这个位置又有地下水存在，那么热能就会通过水传递出去，形成地热能。

那么现在地热能有什么利用价值呢?现在就让小编来告诉大家吧。

利用之一：发电，这种利用方式也是地热能最为常见也是最符合其特性的一种利用方式。地热发电与蒸汽发电同出一辙，都是利用水加热产生的蒸汽来带动发电机发电的，也需要建一个大锅炉烧水。只不过地热发电不需要燃料，传统蒸汽发电需要燃料而已!由于有些地方地热能源的不同(有蒸汽型地热和热水型地热两种)。又分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两种类型。

利用之二：务农。地热能在农业中应用的也十分普遍，如用温水养殖热带观光鱼类，可以使鱼类更好的繁殖和生存。或者是灌溉庄稼，温水可以促进农作物的生长和成熟。再或者利用地热能建造温室大棚，无需空调就能保持棚内温度，可以大量种植鲜花蔬菜等。

利用之三：治病。大家都听说过泡温泉吧!其实温泉就是地热的利用之一，医生可根据不同温泉类型来指导病人进行温泉疗法，如含氢的泉水可以治疗皮肤病，关节炎等!在日本就有着众多的温泉洗浴中心，对温泉的利用非常到位。

利用之四：供暖。这个就简单了，或许不用小编解释大家就知道了吧。地热供暖是仅次于发电的利用方式，其原理与我们现在所用的地暖并无不同!只是一个是我们自己加热水，而另一个是从地下直接抽取热水。一个消耗燃料，一个消耗能源。现在就全世界来说，对地热供暖开发的最好的就是冰岛了，所以冰岛上的环境质量非常的好。

那么这些宝贵的地热资源主要分布在哪里呢?

有关调查显示，地热能主要分布在大陆板块的交界地带，火山地震多发区内。世界五大地热资源分布区为：第一是环太平洋地区。第二是地中海，喜马拉雅地区。第三是大西洋中脊地区。第四是东非大裂谷，红海地区。第五是其他板块交界处。

总结：地热资源是大自然所馈赠给我们人类的可再生资源，希望有关部门可以好好利用，为我们某福利!

我国除利用地热发电，还利用地热采暖。热还可以修造各种温室，比如说我国有蔬菜温室、花卉温室、蘑菇温室等。在西藏高原的寒冷季节，用地热水供热的温室里，西红柿、黄瓜果实累累，生趣盎然。另外，还利用地热温室培育出优良的高产水稻杂交品种。

利用地热温室还能培育珍贵树种；培育苹果苗可以缩短育苗期；地热温室培育的葡萄能长年结果。

地下热水还可以用来发展水产养殖。罗非鱼、甲鱼、鳗鱼、石斑鱼及许多热带鱼等，在地热水产养殖场里游来游去。它们在北京也能安全过冬。

地下热水在纺织、干燥、造纸、机械、木材加工、制革等行业中都有应用。

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。

1．我国地热能利用情况

目前，我国地热资源的开发利用尚处于研发阶段。2013年中国能源消费总量为37.5×108t标准煤，其中地热能源仅占约0.6%，与国家规划目标相比，开发利用差距较大。值得注意的是，虽然我国地热资源开发利用已据世界首位，但是主要用于温泉洗浴，发电仅仅排在世界第18位。

在2014年11月25—26日举行的中国首届地热论坛上，国家能源局副局长刘琦透露，“到2020年，我国非化石能源占一次能源总消费的比例要提高到15%，地热能开发年利用量要达到5000×104t标准煤；2030年我国非化石能源占一次能源总消费的比例要继续提高到20%，地热能开发年利用量要达到1×108t标准煤。”。

中国石化于2011年将绿色低碳确定为公司的基本发展战略。中国石化目前已成为国内最大的常规地热资源开发利用企业。目前，中国石化地热开发区域已扩展到14个省市，地热供暖面积超过3000×104m2，约占全国常规地热资源供暖面积的30%，实现可替代标准煤100×104t/年，减排二氧化碳250×104t/年。

2．国外利用情况

美国、欧洲和日本的研究重点是如何从含水量少的岩石地带开采热能。大部分地热能都储存于岩石中，称为干热岩。干热岩的储量十分丰富，它所储存的热能约为已探明地热资源总量的30%，比蒸汽、热水和地压型资源要大得多。

目前，一些发达国家已进行干热岩的开发研究和试验，其过程是将水通过压入泵压入地下4～6km深，在此处岩石的温度大约在200℃左右，水在高温岩石层被加热后，通过管道加压再提取到地面并输入一个热交换器中。热交换器通过推动汽轮发电机将热能转化为电能。具有经济价值的热岩开发主要指埋深在3000～5000m、温度较高的岩体，主要用于发电。这对于多火山、高温岩体资源丰富地区的开发更有意义，前景诱人。近年，经过法国、荷兰及欧盟多国能源专家的努力，在法国东部阿尔萨斯高温（200℃以上）花岗岩地区已实现了利用干热岩发电的梦想，成为地热发电史上的一个里程碑。

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。

地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。还有一小部分能量来自太阳，大约占总的地热能的5%，表面地热能大部分来自太阳。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。其储量比人们所利用能量的总量多很多，大部分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。它不但是无污染的清洁能源，而且如果热量提取速度不超过补充的速度，那么热能是可再生的。

地热能的直接利用存在广泛的市场，表8-2列出了世界14个主要国家地热能直接利用情况，该资料为截止到1990年的数据。

表8-2　地热能直接利用总热容量大于100MW的国家

地热能直接利用技术已基本成熟，但是在一些情况下，由于水中可溶固体和不凝结气体的存在，使这一技术和工程方法变得复杂起来。地热能直接利用的技术性、可靠性、经济性、环境的可接受性已被世界各地的实际利用所证实。与地热能发电利用相比较，直接利用存在多方面的益处，如a.直接利用的热效应为50%～70%，而发电利用的热效率仅为5%～20%b.直接利用的投资周期短；c.直接利用的投资小；d.无论高温或低温地热资源均可进行直接利用。因此，直接利用在世界范围内应用最广泛。然而，地热能的直接利用常常受到地域的限制，因为很少将地热蒸汽或热水传输很长的距离，一般直接利用均在地热田的附近进行，而地热发电则可将电力传送到很远的地方。世界上最长的热水输送管道为冰岛雷克雅未克市的城市供热系统输送管道，主管道长为63km。地热能直接利用的造价差别很大，一般为每千瓦时2美分。

世界上将近70个国家赋存着可供商业性利用的地热资源。新西兰奥克兰大学地热学院，前任院长Freeston教授，通过世界地热研究协会的调查估算，全世界将地热流体用于非电利用的总热力容量为11385MW，相当于36000W·h的热产出，若按36%的热效益计算，相当于平均产出84000kg/s的地热流体。与Gudmundsson1985年的调查相比较，过去的5年中增长率为60%，年平均增长率约10%。表8-2列出了截止到1990年总热力容量大于100MW的14个国家的利用情况。表中的其他一栏表示总热力容量为1～99MW的国家，包括阿尔及利亚13MW、澳大利亚11MW、奥地利4MW、比利时93MW、加拿大2MW、哥伦比亚12MW、丹麦1MW、埃塞俄比亚38MW、德国8MW、希腊18MW、危地马拉10MW、波兰9MW、瑞典23MW、突尼斯90MW以及中国台湾11MW。1985年之后，在中国和原苏联地热直接利用的热力容量迅猛增加，中国增加5倍，原苏联则增加了3倍。中国的增加量可能与上报情况不及时有关。

这一调查省略了利用温度小于35℃的情况。在很多国家，热带鱼的养殖总热容量达数十个MW。这一调查也不包括热泵的利用，而这一部分利用增加很快，例如Lund1993年报道，一个2072MW的热泵在美国建成，年产热量为2402GW,Lund估计，约6000热泵系统已建立。Lund希望在全美国范围内，大量使用地热泵用于供暖和制冷。这些地热泵与空气源热泵比较可节能30%，与纯电力或常规燃料供热及制冷比较节能60%。据估算，到2010年，垂直封闭循环单元将占据空气源热泵市场的15%。

在很多工业化国家，如法国、德国、瑞士、瑞典等，利用地下水建立热泵。Rybach等人于1992年报道，1980年之后在瑞典已建立了40000个供热系统，利用钻孔90000个，利用温度为10～20℃，单井热量10KW。在瑞士一个供热系统将22℃的水冷却到7℃。

Lindal于1973介绍了一个所谓的Lindal图，详细说明了地热能直接利用的范围，在此之后，由Gudmundsson于1985年对此图进行了更为详细的解释。由于地热流体与地下的矿物和岩石接触，流体中通常含有盐分和气体，这些成分将会对地表设备产生影响，如腐蚀和结垢，不过，这些问题是可以解决的。Lindal于1992年研究了地热能在工业方面的利用，列出了利用地热能的几个方面，其中地热干燥是最常用的。他也研究了应用地热蒸汽和地热水的不同，利用蒸汽即为常规方法，利用地热水则存在一些新的技术问题。Lindal于1992年引用了15个国家利用地热水进行各种产品的干燥、造纸、矿物和化学物质的提取、食品、橡胶、皮革、洗浴和印染以及石油回复等领域。据报道有7个国家应用蒸汽进行相似的工作。

中国是世界上地热能直接利用第二大国，总热力容量1945MW，估计1990年产热5527GW。迄今已发现地热田2748处，勘探地热面积677km2。中国共有40个地热研究与开发机构（15个地质、25个工程），30个地热公司。地热能直接利用项目包括：农业、印染、干燥、供热、工业加工等。利用最好的四个省（市、区）有：①河北（占全国的24%），主要用于养鱼、洗浴和温室；②天津（占全国15%），用于供暖和养鱼；③山东主要用于洗浴和养鱼；④西藏用于温室。

中国地热利用发展最快的是供暖和养鱼。例如，天津塘沽，在过去的几年里，建成供130000人供热的区域供暖系统。陕西建立2个面积分别为30000m2和66000m2的鱼塘，这可能是世界上应用地热养鱼规模最大的渔场，主要用于养殖非洲鱼苗。在未建立此鱼苗养殖场时，该地区所需非洲鱼苗均需从中国南方用火车或大卡车运来。养殖场也为各大酒店养鱼。中国北方的冬天，由于湖泊和池塘结冰，此类养殖市场前景非常广阔。

在北京小汤山建立的蛇鸟养殖场，现有成年蛇鸟300余只，若每只以3万元计算，合900多万元人民币，养殖周期为3～5年，其经济效益非常显著。

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、200～400℃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、100～150℃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。

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。