新能源课件 第四章地热能

地热资源的类型
熔岩型。是埋藏部位最深的一种完全熔化 的热熔岩(即岩浆)，其温度高达650～ 1200℃。熔岩储存的热能比其他几种都 多，约占已探明的地热资源总量的40%。 不过在开采这种地热能时，需要在火山地 区打几千米深的钻孔，所冒的风险很大， 因此这种地热能目前尚未得到实际开发利 用。
各类地热资源开发技术概况
Nicaragua.
地热能
地热的分布是很有规律的。从地表向地球内部， 温度逐渐上升。在地壳层最上部的十几千米范 围内，深度每增加30米，地热的温度大约升高 1℃；在地下15～25千米的范围内，深度每增 100米，地热的温度大约升高1.5℃；到了25千 米以下的区域，深度每增加100米，地热的温 度大约只升高0.8℃；从这个区域再往下深入 到一定深度，其温度就基本上保持不变了。
地热在世界各地的分布很广泛
新西兰约有近70个地热田和1000多个温 泉。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。
地热能的利用
目前世界上大约有120多个国家和地区， 已经发现和开采的地热泉及地热井多达 7500多处。对于地热能的开发利用，目前 主要是在采暖、发电、育种、温室栽培和 洗浴等方面。 地热能的利用可分为地热发电和直接利 用两大类。
地中海一喜马拉雅地热带
它是欧亚板块与非洲板块和印度板块的碰 撞边界。世界第一座地热发电站意大利的 拉德瑞罗地热田就位于这个地热带中。中 国的西藏羊八井及云南腾冲地热田也在这 个地热带中。
大西洋中脊地热带
这是大西洋海洋板块开裂部位。冰岛的 克拉弗拉、纳马菲亚尔和亚速尔群岛等 一些地热田就位于这个地热带。
地热发电
1904年，意大利人拉德瑞罗利用地热进 行发电，并创建了世界上第一座地热蒸 气发电站，装机容量为250千瓦。60年 代以来，由于石油、煤炭等各种能源的 大量消耗，美国、新西兰、意大利等国 又对地热能重视起来，相继建成了一批 地热电站，总计约有150多座，装机总容 量达350万千瓦。
地热发电
红海—亚丁湾—东非裂谷地热带
它包括吉布提、埃塞 俄比亚、 肯尼亚等国的 地热田。
地热在世界各地的分布很广泛
美国阿拉斯加的“万烟谷”是世界上闻 名的地热集中地，在24km2的范围内， 有数万个天然蒸气和热水的喷孔，喷出 的热水和蒸气的最低温度为97℃，高温 蒸气达645℃，每秒喷出2.3万m3的热水 和蒸气，每年从地球内部带往地面的热 能相当于600万吨标准煤。
热储试验
化学能（天然气）
干热岩型
3-10
岩浆型
10
温度>150℃ 干热岩体，150-650℃
600-1500℃
应用研究 研究
环太平洋地热带
环太平洋地热带是世界最大的太平洋板块 与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界。世 界许多著名的地热田，如美国的盖瑟尔斯、 长谷、罗斯福；墨西哥的塞罗、普列托； 新西兰的怀腊开；中国的台湾马槽；日本 的松川、大岳等均在这一带。
地球的内部构造
地球是由一个物质分布不均匀的同心球层构成， 它包括地壳、地幔和地核。地壳厚度不一，平 均厚度约17公里。上层为花岗岩层，下层为玄 武岩层。地球内部的温度和压力随深度加深而 增加。经检测，地壳岩石的年龄绝大多数小于 20多亿年，而地球生成到现在大约已有46亿年 了，这说明构成地壳的岩石不是地球的原始壳 层，是地壳内部的物质通过火山活动和造山活 动形成的。
Turbine blades inside a geothermal turbine generator.
Turbine generator outdoors at an Imperial Valley geothermal power plant in CFra biblioteklifornia.
Turbine generator in a geothermal power plant in Cerro Prieto, Mexico.
When the rising hot water and steam is trapped in permeable and porous rocks under a layer of impermeable rock, it can form a geothermal reservoir.
地 热 循 环
地热能
在距地面25～50千米的地球深处，温度为 200～1000℃；到了地球中心处(距地球表 面6370千米)，其温度可高达4500℃左右。
地球内部推测温度分布曲线
地热能
据估计，全世界地热资源的总量大约为 14.5×1025J，相当于4948×1012t标准煤 燃烧时所放出的热量。
如果把地球上贮存的全部煤炭燃烧时所放 出的热量作为100来计算，那么，石油的 贮量约为煤炭的8%，目前可利用的核燃 料的贮量约为煤炭的15％，而地热能的总 贮量则为煤炭的17000万倍。
The first geothermal power plants in the U.S. were built in 1962 at The Geysers dry steam field, in northern California. It is still the largest producing geothermal field in the world.
到80年代末，全世界运行的地热电站，其 发电功率每年已超过500万千瓦，1995年 达到680万千瓦，年增16％。中国最著名 的地热电站，是西藏的羊八井地热电站， 装机容量2.5万千瓦。
地热发电
地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力 源的一种新型发电技术。其基本原理与 火力发电类似，也是根据能量转换原理， 首先把地热能转换为机械能，再把机械 能转换为电能。
地热发电系统
地热发电系统主要有四种： 地热蒸汽发电系统：利用地热蒸汽推动 汽轮机运转，产生电能。本系统技术成 熟、运行安全可靠，是地热发电的主要 形式。西藏羊八井地热电站采用的便是 这种形式。
地 熱 蒸 汽 發 電 系 統
The first modern geothermal power plants were also built in Lardello, Italy. They were destroyed in World War II and rebuilt. Today after 90 years, the Lardello field is still producing.
热储类型 蕴藏深度（地表下3km）
蒸汽型
3
热水型
3
热储状态
200～240℃干蒸汽
（含少量其它气体） 以水为主
高温级>150℃ 中温级90-150℃ 低温级50-90℃
开发技术状况 开发良好（分布区很少）
开发中（量大，分布广） 目前重点开发对象
地压型
深层沉积地压水，溶解
大量碳氢化合物，可同
3-10
时得到压力能、热能、
地热资源的类型
热水型。它是反映以水为主体的对流水热 系统。这种地热能分布较广，约占已探明 的热资源的10%；其温度范围也很广，从 接近于室温到高达390℃。
地热资源的类型
蒸气型。是指以蒸气为主体的对流水热系 统，以生产温度较高的过热蒸气为主，其 中夹杂有少量的不凝结气体和少量的水 (有的不含水)。这类地热能比较容易开发 利用，但储量不多，仅占已探明的地热资 源总量0.5%左右。
production.
Like all steam turbine generators, the force of steam is used to spin the trubine blades which spin the generator, prducing electricity. But with geothermal energy, no fuels are burned.
地热能
——21世纪的绿色新能源
地热能综述
假若以目前全世界的能耗总量来对地热能进行 估计，那么，即便是全世界完全使用地热能， 4100万年以后也只能使地球内部的温度至多下 降1℃。可见，地热能的开发利用潜力竟是如 此的巨大!已故著名地质学家李四光说过： “开发地热能，就像人类发现煤、石油可以燃 烧一样，开辟了利用能源的新纪元。”
Volcanoes are obvious indications of underground heat, this volcano, Mt. Mayon in the Albay province of the Philippines
erupted in 1999.
Geologists explore volcanic regions to find the most likely areas for further study, like this steaming hillside in El Hoyo,
地热能
可见，地球是一个名副其实的巨大“热 库”，我们居住的地球实际上是一个庞 大的“热球”。
地热能
地球通过大地热流放热的现象是十分普遍 的，只是单位面积（1cm2）的放热量很 小，平均每秒钟只有6.15×10-6J。热流量 的单位为4.1868×10-6J/cm2·s，通称地热 流量单位（HFU）。虽然地表单位面积的 每秒热流量很小，但整个地球表面在一年 中的放热总量可以达到9.63×1020～ 1.09×1021J，这个数位相当于燃烧300多 亿吨煤放出的热量。
地球的内部构造
地幔厚度约2900千米，上地幔主要是橄 榄石，下地幔是具有一定塑性的固体物 质。地核的平均厚度约3400千米，外核 是液态的，可流动；内核是固态的，主 要由铁、镍等金属元素构成。中心密度 为每立方厘米13克，温度最高可达 5000℃左右，压力最大可达370万个大 气压。