第十四章 地热资源开发利用 (课堂PPT)
地球热能资源开发与利用
地球热能资源开发与利用地球作为我们生存的家园，蕴藏着丰富的能源资源。
其中，热能资源是一种被广泛开发和利用的能源形式。
地球热能资源分为地热能和太阳能两大类，它们在能源事业中具有重要的地位和潜力。
地热能是地球内部热量的一种表现形式，来源于岩浆活动、地热梯度和地下水等。
地热能主要用于发电和供热。
许多国家和地区都将地热能作为可替代能源的重要选择，并在该领域投入了大量的研发和利用工作。
地热发电技术主要包括干蒸发、二元循环和直接超临界循环等。
这些技术通过利用地下高温地热能源，将其转化为电能，以满足人们对电力的需求。
而地热供热技术则采用热泵等方式将地下热能转化为供暖和热水的能量。
地热能具有稳定、可持续和低碳的特点，是解决能源与环境问题的一种重要途径。
太阳能是地球上最广泛且普遍的能源来源之一。
太阳能的开发和利用主要包括太阳能热利用和太阳能光利用。
太阳能热利用是通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，用于供暖、热水和工业生产等。
太阳能光利用是指利用光伏技术将太阳能转化为电能。
光伏技术是一种将太阳能直接转化为电能的方式，通过光伏电池将太阳光转化为直流电，再经过逆变器转化为交流电。
太阳能具有广泛分布、可再生且无污染的特点，是地球上最为清洁和可持续的能源之一。
地球热能资源的开发和利用不仅可以减少对传统化石能源的依赖，还有助于促进能源结构的转型和碳排放的减少。
然而，地球热能资源开发与利用也面临着一些挑战和问题。
首先，技术和成本是开发利用的主要障碍之一。
与传统能源相比，地球热能资源的开发和利用相对较为复杂，需要投入大量的研发和建设成本。
其次，地热和太阳能资源的分布具有地域性，不同地区的资源丰富程度不一，需要根据地理环境来选择合适的能源开发方式。
最后，对热能资源的利用需要合理规划和管理，以确保资源的可持续利用和环境的可持续发展。
为了推动地球热能资源的开发和利用，应该采取一系列的措施。
首先，加大科研力度，加强对地球热能资源的深入研究，提高资源开发和利用的技术水平。
地热资源开发与利用PPT课件
中国地质大学（武汉）地热开发研究所 湖北地大热能科技有限公司 2014-3-27
地热资源的成因机制
地热发电
干热岩，是一种没有水或蒸汽的热岩体，岩性主要是变质岩或 结晶岩类岩体。干热岩埋藏于距地下2000～6000 m的深处， 温度为150～650℃。
干热岩发电（HDR）也称增强性地热系统（EGS），其过程是： 常 温 水 被 高 压 注 入 ， 与 干 热 岩 热 储 发 生 热 交 换 ， 产 生 200300℃的高温高压水或水汽混合物，推动涡轮机发电。
一对竞争对手不约而同地将其私家别 墅的空调改造为地源热泵系统
பைடு நூலகம்
国外研究前沿
换热：传热模型的优化及其计算机模拟与仿真； 换热材料：研究新型材料，提高换热效率，缩短换热管长，降低初投资成本； 针对不同的地理环境选用合适的地源热泵类型，达到最佳利用效果； 与太阳能等其它能源的联合利用。
随着勘查、钻井与涡轮机技术的不断成熟，干热岩发电开始进 入商业应用。干热岩以其绿色环保无污染的特点，未来将压缩 传统能源空间，改变能源格局；且以其持续稳定全天候的特点， 有望超越太阳能、风能、生物质能，成为重要的新能源。
地热能与其它新能源的比较
世界地热装机容量现状
截至2010年底， 全球已有24个国家开展地热发电； 总装机容量达10 898MW， 年发电量达67 246 GWh; 目前最技术最先进的国家主要是美日澳。在2005-2010年 间，德国、澳大利亚、印度尼西亚等10个国家的地热发电 量增长了50%，未来年增长率将超过8%。 中国领土面积世界第3位，GDP全球第2，拥有良好的高温 地热资源，但在地热发电方面排名第18位。
/news/society/201312/016bdf61-9b3b-420d-8b50-4e988b33aa22.shtml
地热能资源开发与利用
地热能资源开发与利用在如今的节能环保大环境下，地热能资源的开发与利用成为了一种可行的替代能源选择。
地热能指的是地球内部的热能，来源于地球的热量，具有比较稳定和可持续的特点。
本文将分别从地热能的资源分布、利用技术以及发展前景三个方面进行探讨。
首先，地热能资源的分布十分广泛。
根据国内外的地热调查数据显示，我国地热资源以西北地区最为丰富，涵盖了西藏、新疆、甘肃、青海等多个省份，特别是我国青藏高原拥有巨大的地热能资源潜力。
同时，在其他地区，如云南、四川、陕西等省份，也有相对丰富的地热资源。
全球范围内，冰岛、美国、菲律宾等国家也拥有丰富的地热能资源。
地热能资源的广泛分布为其开发利用提供了条件。
其次，地热能的利用技术也逐渐成熟。
地热能利用常见的方式主要有两种：直接利用和间接利用。
直接利用方式多用于地热温泉、浴场等领域，通过热泵将热能转化为热水或蒸汽，满足生活或工业用热需求。
而间接利用方式主要是通过地热发电，将地热能转化为电能。
地热发电技术主要有干蒸汽发电、湿蒸汽发电和二氧化碳发电等形式。
随着技术的不断进步，地热发电效率和稳定性也得到了提升，使得地热能成为一种可行的清洁能源替代方案。
再次，地热能的发展前景广阔。
地热能开发利用带有独特的竞争优势，其资源不受气候变化和季节影响，具有较高的可持续性。
与传统化石能源相比，地热能属于清洁能源，具有零排放特点，对环境的污染较小。
在全球气候变暖的背景下，地热能的利用也有助于减少温室气体排放，降低全球暖化的风险。
因此，发展地热能是实现低碳经济、可持续发展的重要方法之一。
据国内外能源专家预测，地热能在未来能源结构中的比重将逐渐增加。
当然，在地热能的开发与利用过程中，仍然存在一些挑战和问题。
首先是成本问题，地热能的开发和利用需要大量的投资，并且建设周期较长。
此外，地热资源的分布不均匀，有些地区资源丰富，但有些地区却相对较少，这也给利用带来一定的限制。
此外，地热能开发利用还面临环境影响、地质稳定性等问题，需要科学合理的规划和管理。
地热资源的开发与利用
地热资源的开发与利用地热资源是指地球深处的热能资源，包括地热能、地热水和干蒸汽等。
随着人类对清洁能源需求的不断增长，地热能作为一种非常环保、可再生、稳定的能源，越来越被重视。
如何更好地开发和利用地热资源，成为了当前亟需解决的热点问题。
一、地热资源的分布与类型地热资源的分布主要集中在地震活跃带和火山活动带。
例如：环太平洋地震带、地中海、冰岛等地区。
地热资源主要分为深部热储、中浅部热储和浅表翻网热储三类。
其中，深部热储地热能的温度比较高，可以用于发电和供热；中浅部热储地热能温度不高，适用于采暖和制冷；浅表翻网热储主要用于温泉疗养和浴场供暖。
二、地热资源开发与利用的方式目前地热资源开发主要有四种方式：干蒸汽发电、二次回收利用热能、井口余热利用、地热源空调。
其中，干蒸汽发电是最为常用的一种方式。
1、干蒸汽发电干蒸汽发电是将地热能转化为电能的一种方式。
在发电厂中，地下的热水通过纳入地下管道或钻井将地热能送至地上。
然后将热水换热，使干蒸汽产生并驱动发电机制电。
2、二次回收利用热能二次回收利用热能指的是将干蒸汽发电中所产生的废热和二氧化碳等废气回收利用，进一步对周围的环境进行加热或制冷。
这种方式除了节约资源外，还能降低温室气体排放量。
3、井口余热利用井口余热利用主要指的是利用井口的余热来对周边环境进行加热或制冷，达到节能、减排的目的。
这种方式利用成本较低，但是对井口附近的环境和人员安全有一定的要求。
4、地热源空调地热源空调是通过地下的热能来制冷和制热的一种方式。
通过地下水或热管，与地下的水土进行热交换，从而将地下的热量或寒冷传导到室内，实现制冷和制热的效果。
三、地热资源开发与利用存在的问题地热资源开发与利用是一项长期的工程，也面临着一些问题。
1、地热质量控制难度大由于深层地热水水质较为复杂，且含有许多对生态环境有影响的物质，如硫酸、氯化物、杂质、重金属等，因此在开采过程中需要进行严格的质量监测。
不合格的地热水不仅会对地下环境产生污染，还会损害人体健康。
第十四章第2节 热机的效率 课件-2022-2023学年人教版物理九年级全一册
放出的热量。热值的单位由热量的单位和
质量的单位组合而成。在国际单位制中，
热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，
则热值的单位是焦每千克，符号是J/kg。
热机的效率
燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按
热值计算出的要小，而且有效利用的热量
又比放出的热量要小。例如，用煤烧水，
燃料的种类有关，与燃烧程度，质量的多少以及是否燃烧等均无关，
所以选项D说法不正确。故选B。
课堂练习
知识点：热机的效率计算
例题2：燃气灶烧水时把质量为2 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃，
共燃烧了0.02 m3 天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比
热容为4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107 J/3 。
（2）保护措施：改进燃烧设备，消除粉尘；提高燃料的综合利用率，
采取集中供暖；开发利用污染小和无污染的能源，如太阳能、地热
能、风能等；在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染。
课堂练习
知识点：燃料热值的理解
例题1：下列说法中正确的是（ B ）。
A. 燃料的热值与燃料燃烧的程度有关
B. 燃料的热值与燃料的种类有关
燃烧所放出的热量是
3.0× 107 J
q=
。
的酒精完全
。
（4）燃料燃烧放出热量计算：Q= mq
1kg
。变形式m=
；
实战演练
例3：热机对环境的污染，主要是
大气
污染和
噪声
污染。
【解析】 热机对环境的影响包括两个方面，废气中主要包含二氧化碳、二氧化
硫，会造成温室效应和酸雨；热机工作时会产生噪音。
地热能发电ppt课件
地热电站尾水的综合利用 地热电站 发电后排出的尾水，温度都在60-70 度左右或更高，还有一定的利用价值。 可以作为生活热水，也可以与冷水混 合后灌溉农田。还可以提取有用的化 学元素。
地热能的来源？？？
1、地热能来源于地球物质中的放 射性元素衰变在衰便过程中不断释 放热能，这些元素有铀 238、铀 235、钍232和钾40等。
2、地热能是地球生成时炽热的火 球留下的。
3、地球上的天然裂变堆
•1972年法国科学家在加蓬发现了天然裂变堆。证 据：当地铀-235的含量竟只占铀的0.29%,远低于 天然油矿中铀-235的丰度，71%,而且矿石周围还 有稳定的裂变产物钕、钐、镉等。
• 这些热能随地球内部的剧烈运动，通过火 山爆发、地震和温泉的形式释放出来。
地壳中地热能的分布从上到下可分 为 3 个 带 ， 变 温 带 (15m) ， 常 温 带 (20m)和增温带。
①变温带受太阳辐射和季节影响大；
②常温带温度几乎保持恒定；
③增温带的温度随深度增加而增加， 地表15km内的增温带温度梯度一 般为15-33℃/km.热能来此于地球 内 部 。 80℃ 地 下 热 水 大 致 在 地 下 2000-2500米左右。
• 除1号机组外其余均采用两级扩容法发电, 汽轮机全部采用凝汽式,冷却水直接取自藏 布曲河。
•羊八井目前共有40多眼地热井,根据地质测 评,其发展潜力为28～32MW。 与羊八井相 近的地热源还有羊易乡地热田和拉多岗地热 田。
地热研究进展
• 干热岩发电 在地壳深处干热岩区人工制 造裂缝系统,然后将地表水注入地下取出 热能进行发电。
小学教育ppt课件教案地热能的能量转换过程解析
分类
定义
地球由外到内可分为地壳、地幔、外核和内核，其中地幔和外核是地球内部的主要热源。
地球内部结构
地球内部的热源主要来自于放射性元素衰变产生的热量和地球形成时的残余热量。
热源
分布
地热资源在全球分布广泛，主要集中在板块边界、火山活动带和构造活动带等地区。
案例三
05
CHAPTER
地热能利用中的环境保护问题
地热能开发可能对地质环境造成破坏，如引发地震、改变地下水流等。
地质环境破坏
地热废水排放不当可能导致热污染，影响水生生物和水质。
热污染
地热能利用过程中产生的废气可能含有有害物质，对大气环境造成污染。
大气污染
环境保护法
国家制定环境保护法，对地热能的开发利用进行规范和管理。
新能源领域职业机会
THANKS
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地热供暖技术与应用
利用地下热水或蒸汽为热源，通过地热换热器将热能传递给供暖系统，再经由散热器将热量散发到室内，实现供暖目的。
原理
地热供暖系统热效率高，比传统供暖方式节能30%以上。
高效节能
地热供暖不产生废气和废水，对环境无污染。
环保无污染
地热供暖室内温度均匀，无噪音和空气对流，人体舒适度高。
舒适度高
提高利用效率
强化环保意识
推动技术创新
加强监管力度
01
02
03
04
通过技术升级和管理优化，提高地热能的利用效率，减少对环境的影响。
加强地热能开发利用人员的环保意识教育，提高环保自觉性。
鼓励技术创新，研发更加环保、高效的地热能利用技术。
地热发电技术课件
来源丰富，价格较低
. 化学性质稳定，不易分解，腐蚀性和毒性小，不易燃易爆。 12
5. 地热电站防腐蚀
6.
在地热流体中含有多种能导致金属及其他物
质腐蚀的成为，对金属表面及其他物质会产生不同
程度的腐蚀，直接影响地热电站设施的使用寿命，
因而也影响地热发电的经济性，应高度重视地热电
冷却水塔可按常规设计，但应考虑防腐 蚀问题。应采用抗腐蚀的材料制造所有被循 环水润湿的金属部件，对于铸铁件，应涂上 一层厚的煤焦油、环氧树脂或其他保护材料。 凝结水和冷却水所有的连接管，都应采用不 锈钢管、铝管或塑料管。
10
3. 地热流体输送
设计地热流体输送系统，要事先了解地热流体的 化学性质、井口压力变化对流量和气水比的影响以及 闭井时的最大井口压力等。设计时要考虑的主要问题 之一，是管径的选择，以使井口到管道交付端之间的 压降不致过大，避免过大的压降使井口产量降低。在 输送蒸汽的井口，还应装设汽水分离器。输送沸水或 接近沸点的热水时，须保证管道中各点的压力都要高 于对应于沸点的压力，以免热水沸腾。在设计中还应 对管道停运时的腐蚀控制问题加以考虑。
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地下热水形成：一般可分为深循环型和特殊热源型两种 形成类型。深循环型地下热水的形成、运动和储存，与 地质构造密切相关。
地热田类型：分为热水田和蒸汽田两大类型。 (1)热水田。这种地热田开采出的介质主要是液态水，
既可直接用于供暖和工农业生产，也可用于减压扩充法 地热发电系统。
(2)蒸汽田。当储水层的上方有一透水性很差的覆盖 岩层时，由于覆盖层的隔水、隔热作用，覆盖层下面的 储水层在长期受热的条件下，就成为聚集大量具有一定 压力和温度的蒸汽和热水的热储，即构成为蒸汽田。
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其三是这类地热系统多出现在断裂破碎带或两组不同 方向的断裂的交汇部位，岩体本身的渗透性能很差， 主要靠裂隙和破碎带导水，在地形高差和相应的水力 压差下形成受迫对流，构成地下热水环流系统。
图14-2 中国地热资源分布
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一、高温对流型地热资源 我国高温对流型地热资源主要分布在藏南-川西-
滇西地热带以及台湾地区。 从全球地热系统及地球资源分布来看，藏南-川
西-滇西地热带(或称“喜马拉雅地热带”)实际上是 地中海地热带的东延部分，是喜马拉雅造山运动的产 物。
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图14-3 西藏羊八井热田的概念模型
沿海地区，包括广东、海南、广西以及江西、湖南和 浙江，胶辽山地和汾渭地堑边缘。这些都是新构造活 动强烈的地区，活动断裂发育。
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图14-4 中低温对流型地热系统概念模型
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我国中低温对流型地热资源分布有如下特点：
其一是没有特殊的附加热源，主要靠正常或略微偏高 的区域大地热流供热和维持，这是与高温地热系统的 主要区别。
第十四章 地热资源的评价和开发利用
❖ 第一节 中国地热资源的分布 ❖ 第二节 研究地热资源的水文地球化学方法 ❖ 第三节 地热资源评价 ❖ 第四节 地热资源的开发利用和保护
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地球是一个巨大的能源宝库，越向地球深部，温 度就越高。这种以热能为主要形式储存于地球内部的 热量就是地热能。
地热能一部分来源于地球深部的高温熔融体，另 一部分来源于岩石中放射性元素（U、Tu、40K）的衰 变。
大屯火山群有13 处温泉区；中央山脉及其周边 地区有83 处，其中变质岩区共有温泉70处，而其周 边的沉积岩温泉区共计13 处。另外在绿岛与龟山岛 也各有1处温泉区。
目前台湾已在中央山脉地区的清水和土场建造了 两座地热发电厂。
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二、中低温对流型地热资源 我国中低温对流型地热资源主要分布在我国东南
地下热水的运动规律总体符合地下水运动的基本 规律，但热能的传输、聚集则遵循热力学定律。
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图14-7 中低温传导性地热系统概念模型
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第二节 研究地热资源的水文地球化学方法
地热地球化学研究是以地热水中各种常量和微量 元素及其同位素化合物（液态和气态）化学成分的分 析测试为基础的。地热地球化学分析测试的必测的基 本项目包括：pH，Na+，K+，Ca2+，Mg2+，Cl-，SO42-， HCO3-，Si02，δD和δ18O；选测项目包括：Li+，Rb， Cs，B，3H和硫化物中的δ18O，对有气体逸出者还应 包括：CO2，H2S，H2，He，Ar，O2，N2，CH4以及C02中 的δ13C和H2S中的δ34S。
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按照形成机理与传热属性，地热能可分为四种类型： ①水热型地热能，即地壳浅处(地下100-4500m)暴露 的热水或蒸汽； ②地压地热能，即在某些大型含油气盆地深处(3-6km) 存蕴含着的高温高压热流体，其中含有大量甲烷气体； ③干热岩地热能，由于特殊地质构造条件造成高温但 少水甚至无水的干热岩体蕴含的热能，需用人工注水 的方法才能将其热能取出； ④岩浆热能，即储存在高温 (700~1200℃ )熔融岩浆 体中的巨大热能,但如何开发利用这类地热能源目前 仍处于探索阶段。
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图14-4 西藏的地热显示
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研究表明，藏南-川西-滇西地热带总的发电潜力 为5817.60MW。其中西藏为3040.04MW，占整个地热带 的52％。西藏羊八井地热电站目前总的装机容量为 5.18MW，只占西藏地热资源发电潜力的1/121。
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台湾地热上属全球“环太平洋地热带”，即火山 学上的“环太平洋火环”的一部分，高温地热资源丰 富。台湾高温地热资源主要分布在大屯现代火山区和 中央山脉变质岩带。
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图 14-6 天津 地区 存，受区域地质构造、地 层组合及水文地质条件等因素控制。传导型中低温储 热构造的地质要素可概括为：远离补给区，具有深循 环径流特征的地下水系统；导热性和导水性均相对较 差，连续性较好和一定空间发育范围的盖层；下伏热 导率相对较高的地质体或沉积基底。地下水在含水构 造中运动，并在运移过程中不断升温且能得以有效保 持。
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通常所说的地热资源是指在我国当前的技术条件 下，地壳表面以下一定深度内具备现实或潜在开发利 用价值的已经勘查和待勘查的地热能、地热流体及其 伴生有用组分的总和。
根据地热流体温度及开发利用目的,可将水热型 地热资源分为高温(>150℃) 、中温(90～150℃)和低 温<90℃)地热资源。前者主要用于地热发电，而后者 主要用于地热直接利用(供暖、制冷、工农业用热和 旅游疗养等)。
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三、中低温传导性地热资源 我国中低温传导型地热资源是一类能源潜力巨大
的地热资源，主要埋藏在华北、松辽、苏北、四川、 鄂尔多斯等大中型沉积盆地之中。
据估算，我国10个主要沉积盆地的可采资源量可 达到18.54亿吨标准煤的量级。目前北京、天津、西 安等大中城市及广大农村开发利用的就是这类地热资 源。
根据开发利用目的，可将水热型地热资源分为高 温 (>150℃) 及 中 低 温 ( 中 温 90-150℃ ， 低 温 <90℃) 两 类，而从热量传递的方式又可将上述地热资源分为传 导型和对流型。据此，将我国地热资源分为：高温对 流型地热资源、中低温对流型地热资源、中低温传导 型地热资源三大类。
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❖ 在西藏南部，地表共有600多处高温地热显示，包 括间歇喷泉、沸泉、喷气孔、冒汽地面、水热爆炸 等，目前确定的西藏境内高温地热系统有129个。
❖ 四川西部有38个热储温度超过150℃的水热活动区， 其中34个分布于甘孜藏族自治州，4个分布于凉山 彝族自治州。
❖ 滇西地区有88个水热活动区初步可定为高温地热系 统。
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China Sweden
USA Iceland Turkey Austria Hungary
Italy New Zealand
Brazil 0
2000
4000
6000
8000
10000
图14-1 世界地热直接利用排名
12000
14000
Heat（GWh）
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第一节 中国地热资源的分布