地热资源的两种利用途径 - 地热科普

地热的储存方式

常见的地热依其储存方式，可约略分为如下两种类型：

（1）水热型（又名热液资源）：系指地下水在多孔性或裂隙较多的岩层中吸收地热，其所储集的热水及蒸汽，经适当提引后可为经济型替代能源，即现今最常见的开发方式。

（2）干热岩型（又名热岩资源）：系指浅藏在地壳表层的熔岩或尚未冷却的岩体，可以人工方法造成裂隙破碎带，再钻孔注入冷水使其加热成蒸汽和热水后将热量引出。

“地热区”依其成因可分类为火山性地热区和非火山性地热区两种。

地热资源的两种利用途径

地热能的利用可分为直接利用和地热资源发电两大类。

1.直接利用

地热资源的直接利用是最古老、最实用而最广泛的地热利用。人类早在旧石器时代就利用温泉沐浴、医疗。可查的最早使用地热的年代是公元前3世纪中国秦朝。

地热直接利用有多大的规模？世界各国直接利用地热的状况，如图1，可以看出中国直接利用地热居世界第一。

图1 2015年直接利用地热的装机热容量

2.地热资源发电

地热发电（Geothermal power）的基本原理是利用无止尽的地热来加热地下水，使其成为过热蒸汽后，当作工作流体以推动涡轮机旋转发电。换言之，即将地热转换为机械能，再将机械能转换为电能。这种以蒸汽来旋转涡轮的方式，和火力发电的原理是相同的。不过，火力发电推动涡轮机的工作流体必须靠燃烧重油或燃煤来维持，不但费时且过程中易造成污染；相反地，地热发电等于把锅炉和燃料都放在地下，只需将蒸汽取出便能够达到发电的目的。

对于做为工作流体的高温地热水，通常采“闪化蒸汽处理”，也就是让它因压力骤降而迅速汽化，紧接导入低压蒸汽涡轮机产生动力以发电。

工作流体若为干而高温的过热蒸汽，可直接通入涡轮机，若同时含有水蒸气和热水，则须先藉汽水分离装置将二者分离，待水蒸气推转涡轮机后凝结为热水，如果热水温度仍高，则可经闪化处理再利用或另作他途。发电系统末端之冷凝水经适当控温后排入河川，或回注地下以免地层下陷。

1904年由坎梯建成了世界上最早的目前是世界上第三大的地热电站——拉德瑞罗地热田。采用地热蒸气发电，其功率为10kW的地热发电机组。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，利用地热来发电。

中国从20世纪70年代初开始研究地热发电，相继建成一批小地热发电机组。

中国于20世纪70年代后期建造的西藏羊八井地热田，至2006年底共有9台机组，总装机容量为25.18MWe。截止2006年底，累计发电量达2.0TWh（1TWh =10亿千瓦小时）。