地热能生产与应用

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地热能生产与应用

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http://www.hbddrn.com/direziyuankaifaliyong/4093.html

地热能是一种来自地球内部的可再生能源，它利用地球原始形成过程中产生的热量和物质的放射性衰变。这种能源不仅清洁、可持续，而且在世界各地都有分布，其利用的可行性取决于地热资源的深度、温度、地质环境等因素。

什么是地热能？

“地热”（geothermal）一词源自希腊语，其中geo意为地球，thermos意为热。地热能是从地球内部提取的可再生能源，主要来源于地球形成时产生的热量以及物质的放射性衰变。这些热能储存在地球中心的岩石和流体中。

地核与地表之间的温差促使热能持续从地核传导至地表。地球中心的高温（超过4000°C）导致部分岩石融化，形成炽热的岩浆。由于地幔比周围岩石轻，这些热量还会使地幔表现出可塑性，并引发部分地幔的对流运动。在地壳中，岩石和水的温度可高达370摄氏度左右，这些热能可以从地表以下的浅层和几英里深处获取。

地热能的利用历史可追溯至数千年前，许多国家已将其应用于烹饪和加热系统。蒸汽和热水的地下地热储层可用于发电和其他加热和冷却应用。

地热能的生产方式

地热能在全球范围内都有分布，其利用的可行性取决于地热资源的深度、温度、地质环境、资源类型以及与能源需求的接近程度等因素。目前，地热能主要被用于两种方式：发电（电力）和直接以热能形式利用（直接利用）。

资源类型和温度决定了可以利用地下热量的应用。传统上，发电需要150摄氏度以上的高温才能实现，但新技术已经可以利用温度低至70摄氏度左右的地热资源发电。这在经济上是否可行，取决于市场情况。

较低温度的地热能可用于各种用途，包括工业应用中的加热、温室加热、区域供热系统、房屋供暖、游泳池加热、管道加热、水产养殖、食品脱水等。地源热泵和交换系统可以扩大地热能的供热和制冷应用范围。

图源：美国能源部GeoVision报告

根据2023年世界地热大会发布的数据，目前仅有26个国家使用地热能发电，70个国家用于供暖。随着科技的进步，地热能有望为全球电力生产和城市供暖制冷做出更大贡献。

大会发布的《中国地热产业高质量发展报告》显示，在清洁供暖需求的推动下，中国已形成以供暖（制冷）为主导的地热发展路径，为国际地热发展提供了新思路。截至2021年底，中国地热供暖（制冷）能力达到13.3亿平方米。未来几年，中国北方地区地热清洁供暖、长江中下游地区地热供暖（制冷）、青藏高原及其周边地热发电仍将是产业发展热点。

地热能发电方面，目前全球已有31个国家拥有运行中的地热发电厂。全球地热发电总装机容量已从1980年的2110兆瓦增长到如今的16260兆瓦。随着全球迫切需要实现1.5摄氏度的温控目标，地热发电将迎来广阔前景。

图源：世界地热发电进展权威报告

地热能直接利用方面，国际地热协会(IGA)将其定义为直接利用地球的能量（地热）作为热能，而不是将其转化为其他形式的能量，如电能。大多数直接使用的应用适用于20-120°C的低温到中温地热流体。地热能的主要应用领域包括浴池和游泳池加热、空间和温室加热，以及其他工业用途、水产养殖池塘加热、农业干燥、冷却和融雪等。

图源：世界地热供暖制冷进展权威报告

地热热泵技术

暖通空调（HVAC）热泵是一种用于加热和冷却建筑物的设备，它通过制冷循环从较冷或较暖的空间传递地下（也包括空气，例如湖泊）的热能，类似于普通的家用冰箱。地源热泵（也称为地热泵）是将热量从地下传递到地下，从而利用地球在整个季节的恒定温度。这样的热泵连接到地热交换装置，该装置可以使用闭环垂直或水平交换、直接交换，利用池塘、湖泊或海洋中的循环、立柱井或双井。它们都有一个共同点，那就是制冷剂要通过那些管道，这些管道用来将地下的热量传递给热泵。在冬季，热泵可以使用收集到的热能来加热建筑物（或较大设置的建筑物），或者在夏季为建筑物降温。