地热——用途广泛的可再生能源
在前面我们已经介绍过温泉,那就是人类应用地热最直接最简单的方法!现在我们已经可以用地热做很多事情,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造温室、水产养殖及烘干谷物等。回顾历史,人类真正认识并较大规模地开发利用地热资源,是始于上个世纪中叶。
地球上可以利用的地热资源有多少?1981年8月,联合国新能源会议在肯尼亚首都内罗毕如召开。在这次会议上,人类第一次全面认识了地球的地热资源:保守估计其潜在资源相当于现在全球能源消耗总量的45万倍。如果将这个数字换算成煤炭,那么它将相当于地球上全部煤炭燃烧所放出热量的1.7亿倍。
地热实际上起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变
全球地热资源分布图
地热利用原理图
温泉产生的原因
我们所能看到的地热的主要表现形式是火山和温泉。火山能喷出高达1200~1300℃的熔岩,天然温泉的温度则可达到60℃以上,有的甚至高达100~140℃。换成具体数值,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW/h。地热的能量之大令人惊叹不已。那么地热究竟是从何而来的呢?
从其成因上讲,地热实际上起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。从分布上说,地热资源一般集中分布于构造板块边缘,整体分布较为分散。也正是因为这个原因,其开发难度也是相当大。
地热资源是可再生资源。之所以这样说是因为,地热能储存于地下,因此任何天气状况都不可能对它造成影响。地热资源随时可以利用,且不会产生“副作用”。从这个角度出发,我们就可以认为地热资源是可再生资源了。受该因素影响,目前世界各国——只要有地热资源可供使用——都对其进行了广泛利用。
与矿物燃料不同,地热资源利用时不用燃烧。这虽然避免了环境的污染,都给使用带来了一定难题——其可输送性比较低。就目前技术来看,输送高温地热水的极限距离约一百公里。换句话说,人们只能在地热资源附近使用这种优良能源。为了弥补这一不足,人们大多是想方设法将地热能就地转换为电能,然后加以利用。可以说,其应用范围取决于地热水的温度高低。高温地热水可用于发电,低温地热水则只能用于地热温室、养殖及农业灌溉。
冰岛是世界上地热资源最丰富的国家
大型地热发电站
冰岛地区的地热温室(www.xing528.com)
我国在利用地热方面取得了不小成就。综合看来,主要将之用于以下几个方面——
发电。我国长期以来一直使用高温地热田发电,其典型代表有西藏羊八井、广东邓屋、河北后郝窑、湖南宁乡灰汤等地热田。不过受种种条件限制,目前只有西藏羊八井投入正式的工业发电,其余均为试验性电站。
工业利用。用于工业方面的地热水大多为60~150℃的中、低温地热水,其应用方面为烘干、纺织印染及制革洗涤等。
供暖。供暖用地热水温度大多在60℃以上,也有采用50~60℃的,更低温度的低温水很少采用。
医疗洗浴。40~60℃的地热水最适合医疗使用,不过除温度要求外,医疗用水对水质也有相应的要求。
饮用矿泉水。我们喝的矿泉水许多都源自于地热水。由于许多低温地热水来源于地球深层,受污染情况较轻,且含有大量有益于人体健康的微量元素,所以常被用做天然矿泉饮用水加以开发利用。
水产养殖。符合TJ35渔业水质标准,温度在30~45℃的低矿化地热水,可用于水产养殖。其养殖种类为鳗鱼、对虾、罗非鱼、河蟹、甲鱼等。
农业利用。农业利用地热水除灌溉外,还常用来建立温室,种植名贵花卉、蔬菜等作物。
西藏羊八井温泉
西藏羊八井地热田
距离拉萨九十多公里的羊八井,过去是一块绿草如茵的牧场,不过它却有自己的独特之处:这里常年都会从地下冒出奔流不息的热水。
1974年,国家在羊八井开始搞科技攻关。为了建设羊八井电厂,国家先后拨出两亿多元资金,经藏汉工程技术人员共同努力,终于建成了大规模工业化电厂。现在,在海拔4300米的羊八井盆地上,一座全新的地热城已经拔地而起。那里的地热开发利用正向综合性方向发展,建成了大批与地热相关的工矿企业。
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