地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用價(jià)值

地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用價(jià)值

1地?zé)崮艿念愋团c分布由于可再生能源的特殊功能，地?zé)崮苁且环N廣泛使用的能源。為了解決世界熱態(tài)效應(yīng)和凈化環(huán)境的獨(dú)特作用，許多國(guó)家使用了用作選擇能源的資源之一。在一些地區(qū)和方面，地?zé)崮芸梢远嗟匮a(bǔ)充和改善生態(tài)環(huán)境。地球是一個(gè)巨大的能源寶庫(kù),進(jìn)入地球內(nèi)部越深,溫度就越高,據(jù)資料顯示,每天由地球內(nèi)部向地表傳遞的地?zé)崮芰肯喈?dāng)于全人類一天使用能量的2.5倍。這種儲(chǔ)存于地球內(nèi)部的地?zé)崮芷鋵?shí)遠(yuǎn)比化石燃料豐富,它大約是世界油氣資源所提供能量的5萬(wàn)倍。地?zé)崮苁侵竷?chǔ)存于地球內(nèi)部的熱量,這部分熱量一方面來(lái)源于地球深處的高溫熔體,另一方面則來(lái)源于放射性元素衰變所產(chǎn)生的熱。它是通過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)作用形成的集熱、礦、水為一身、具有復(fù)合優(yōu)勢(shì)的資源。地?zé)崮馨雌湫再|(zhì)可分為四種類型:一是熱水型,即地球淺處(地下100~4500m)所見(jiàn)到的熱水或水蒸汽;二是地壓地?zé)崮?即在某些大型沉積盆地深處(3~6km)存在著高溫、高壓流體,其中含有大量甲燒氣體;三是干熱巖地?zé)崮?由于特殊地質(zhì)構(gòu)造條件造成高溫但少水甚至無(wú)水的干熱巖體,需用人工注水的方法才能將其熱能取出;四是巖漿熱能,即儲(chǔ)存在高溫(700~1200℃)熔融巖漿體中的巨大熱能,但如何開(kāi)發(fā)利用這類能源目前仍處于探索階段。在上述四類地?zé)崮苤?只有第一類水熱型地?zé)豳Y源已達(dá)到大規(guī)模商業(yè)性開(kāi)發(fā)利用階段。根據(jù)開(kāi)發(fā)利用目的,又可將水熱型地?zé)崮芊譃楦邷?大于150℃)地?zé)崮?、中?大于90℃小于150℃)地?zé)崮芎偷蜏?小于90℃)地?zé)崮堋８邷氐責(zé)豳Y源主要用于地?zé)岚l(fā)電,中、低溫地?zé)豳Y源主要用于地?zé)嶂苯永?如供暖、制冷、干燥、種植)。地?zé)豳Y源的最大特點(diǎn)是其分布具有地區(qū)性。從全球范圍看,高溫地?zé)豳Y源一般出現(xiàn)在火山、地震活動(dòng)頻繁的構(gòu)造帶或地學(xué)上所謂的板塊邊緣或其內(nèi)部;中、低溫地?zé)豳Y源分布有兩類,一類為埋藏在沉積盆地中的地下熱水即傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源,另一類為直接露出地表或在地下作深循環(huán)的對(duì)流型地?zé)豳Y源。前者即為日常所見(jiàn)的溫泉,而后者一般為埋藏在基巖孔隙一裂縫介質(zhì)中的地下熱水。2世界能源持續(xù)發(fā)展的重要組成部分—地?zé)嵩谀茉聪到y(tǒng)中的地位作為可再生能源大家族中的一員,地?zé)崮芘c太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物能一樣,除個(gè)別國(guó)家外,目前在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)中的地位可以說(shuō)是微乎其微。但可再生能源作為一種正在大力探索中的能源,已經(jīng)在世界能源供應(yīng)的戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)中占據(jù)一席之地,越來(lái)越受到各國(guó)政府的重視,開(kāi)發(fā)利用可再生能源已成為世界能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,成為大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家21世紀(jì)能源發(fā)展戰(zhàn)略的基本選擇。若將太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能與地?zé)崮芗右员容^,地?zé)崮苁切履茉醇易逯凶顬楝F(xiàn)實(shí)的能源。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用無(wú)疑會(huì)有很好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。目前,有許多地?zé)豳Y源豐富且開(kāi)發(fā)利用好的國(guó)家,如美國(guó)、日本、意大利等,地?zé)嵩谡麄€(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中也已起到一定作用。3國(guó)內(nèi)地?zé)豳Y源利用的總量據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明,我國(guó)地?zé)豳Y源可采儲(chǔ)量相當(dāng)于4626.5×108t標(biāo)準(zhǔn)煤。目前地?zé)崴觊_(kāi)采量約344.5×106m3,可提供熱能約1776.3MW,折合標(biāo)準(zhǔn)煤191.2×104t/d。每年的開(kāi)采量以10%的速度遞增,至2010年預(yù)計(jì)年開(kāi)采地?zé)崴偭靠蛇_(dá)到900×106m3,開(kāi)采利用的熱量折合標(biāo)準(zhǔn)煤約495×104t/d,年開(kāi)采地?zé)崴偭績(jī)H占可開(kāi)采量的13.4%,表明了我國(guó)地?zé)豳Y源可開(kāi)發(fā)利用的潛力很大。我國(guó)地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用始于20世紀(jì)70年代初,主要在兩方面進(jìn)行了地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用:3.1地?zé)犭娬疚覈?guó)高溫地?zé)豳Y源主要分布在滇、藏、川西一帶,總發(fā)電潛力5800MW/30a。自1970年10月我國(guó)第一座實(shí)驗(yàn)性地?zé)犭娬驹趶V東豐順建成投產(chǎn)以來(lái),相繼建成了湖南灰湯、西藏羊八井、西藏那曲及西藏郎久等地?zé)犭娬?其中西藏羊八井地?zé)犭娬粳F(xiàn)有裝機(jī)容量25.18MW,年發(fā)電量超過(guò)1億kW·h,夏、冬兩季的發(fā)電量分別占拉薩電網(wǎng)的40%和60%,在解決拉薩供電方面起著重要作用。3.2天津及河北等地中、低溫地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用始于北京、天津及河北等地,主要用于供暖、工農(nóng)業(yè)用熱及洗浴、旅游療養(yǎng)等。勝利油田在孤島仙河區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用,用于取熱供暖。4熱資源綜合開(kāi)發(fā)利用的假設(shè)4.1采暖、調(diào)溫措施針對(duì)供熱對(duì)象的不同,對(duì)地?zé)崮芷焚|(zhì)要求的不同,將熱能進(jìn)行梯級(jí)利用。在炎熱的夏季,可利用95℃左右的地?zé)崴ㄟ^(guò)氨吸收式制冷裝置進(jìn)行室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)。在冬季采暖期,可將55℃以上的高溫段地?zé)崮苡糜诔Ｒ?guī)采暖設(shè)施的居民供暖;55~45℃的中溫段地?zé)崮苡糜诠?jié)能日光溫室的反季節(jié)種植;35~20℃的地?zé)嵛菜ㄟ^(guò)運(yùn)用質(zhì)變泵技術(shù),將溫度提升至65℃左右用于供暖,使最終回灌地?zé)崴臏囟瓤刂圃?0℃以下。在紡織業(yè)、皮革業(yè)可利用地?zé)崴M(jìn)行漂紗、汰紗、烘干、漂洗、脫毛及脫脂等,在農(nóng)業(yè)方面可利用地?zé)崴M(jìn)行冬季繁殖、農(nóng)副產(chǎn)品脫水及干燥等領(lǐng)域。4.2經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面,進(jìn)行“地?zé)崴钡睦?。利用其?fù)地?zé)崴卸喾N元素,特別是偏硅酸、氡及二氧化碳的存在,對(duì)人們的健康有較好的保健作用。為此,我們可以通過(guò)以下途徑進(jìn)行地?zé)崴拈_(kāi)發(fā)利用。首先可利用地?zé)崴幕瘜W(xué)成分和溫度、浮力、壓力等物理作用,開(kāi)展中西藥浴、電水浴、漩渦浴、周身浴及霧化療等來(lái)治療人體疾病;其次可依托地?zé)崴?發(fā)展集游泳、娛樂(lè)、健身、餐飲、住宿為一體的旅游服務(wù)業(yè);再次利用地?zé)崴泻械膶?duì)人體有益的微量元素,開(kāi)發(fā)生產(chǎn)飲用礦泉水;最后可利用地?zé)崴瘜W(xué)成分的復(fù)雜性進(jìn)行土壤改良,提高農(nóng)作物產(chǎn)量。4.3對(duì)水產(chǎn)品進(jìn)行循環(huán)利用和復(fù)合利用當(dāng)今地表水資源匱乏,對(duì)于已進(jìn)行熱能提取的地?zé)嵛菜?用以替代一部分地表水,既可節(jié)約地表水,又可消除地?zé)崴欧艑?duì)環(huán)境的污染。因此,一方面可利用地?zé)嵛菜M(jìn)行熱帶水產(chǎn)養(yǎng)殖和名特優(yōu)水產(chǎn)種苗的繁育,如可進(jìn)行鯉魚(yú)、白結(jié)、甲魚(yú)、羅非魚(yú)、牛蛙等水產(chǎn)品的養(yǎng)殖和開(kāi)發(fā);另一方面,隨著人民生活水平的逐漸提高,將地?zé)嵛菜M(jìn)行適當(dāng)處理,引入千家萬(wàn)戶,進(jìn)行洗浴和衛(wèi)生潔具沖洗,即可節(jié)省能源,又能消除環(huán)境污染;再有就是可利用地?zé)嵛菜M(jìn)行小區(qū)綠地灌溉。5環(huán)境問(wèn)題的解決方法我國(guó)中低溫地?zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用,在世界上已占有很重要的地位,隨著人們環(huán)保與健康意識(shí)的增強(qiáng),社會(huì)對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展清潔能源的要求與日俱增,無(wú)論作為清潔能源還是保健資源、水資源,都會(huì)拓展地?zé)岬陌l(fā)展空間。通過(guò)幾年來(lái)地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用實(shí)踐,筆者認(rèn)為,在地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用工作中,應(yīng)著重解決好以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:一是可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。隨著地?zé)豳Y源利用領(lǐng)域的拓寬和社會(huì)需求的增加,地?zé)崮軙?huì)給人們的生活帶來(lái)越來(lái)越多的好處,但若不遵循可持續(xù)發(fā)展的原則,就會(huì)造成資源的快速枯竭,使以此為資源的系統(tǒng)成為“無(wú)源之水,無(wú)本之木”。為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用的目的,在開(kāi)發(fā)中,要采取行之有效的措施,建立資源利用中心的高效低耗體系,要積極推廣應(yīng)用高新技術(shù)與設(shè)施,提高地?zé)衢_(kāi)發(fā)的科技含量,發(fā)展節(jié)約型、效益型的開(kāi)發(fā)利用模式,努力提高地?zé)崂寐?減少資源浪費(fèi),使地?zé)釀?chuàng)造更高的社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益。二是環(huán)境污染問(wèn)題。開(kāi)采地?zé)豳Y源可能產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題是多方面的:一是熱污染,地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,必然向大氣和水體排放大量的低溫?zé)崃?造成周圍的空氣或水體溫度上升,影響周圍環(huán)境和生物的存活生長(zhǎng),破壞水體的生態(tài)平衡;二是有害成分在排放過(guò)程中,會(huì)富集在土壤和水體中,既不利于農(nóng)作物生長(zhǎng),也有損于人體健康;三是含鹽量較高的地?zé)崴湃朕r(nóng)田將侵蝕土地,破壞植被,造成嚴(yán)重的土壤板結(jié)和鹽堿化;四是地?zé)崴胁煌潭鹊暮须薄⑩櫦扳Q等放射性元素,它們都有各自的半衰期,對(duì)人體健康有不同程度的危害;五是長(zhǎng)期開(kāi)采而不回注,將導(dǎo)致地面沉降。綜上所述,地?zé)衢_(kāi)發(fā)利用過(guò)種中引起的環(huán)境問(wèn)題不容忽視,只有采取科學(xué)的態(tài)度,高度重視,采取有效措施,才能控制和解決各種環(huán)境問(wèn)題。三是回注問(wèn)題。地?zé)崴拇罅考虚_(kāi)采會(huì)因其埋藏深度大、補(bǔ)償緩慢、再生速度不快而使地?zé)崴幌陆敌纬傻孛娉两岛腿藶橐饬x上的資源匱乏。為解決地?zé)豳Y源的長(zhǎng)久不衰、長(zhǎng)期享用,最用效的途徑就是實(shí)現(xiàn)地?zé)嵛菜刈?。地下熱能資源非常豐富,水只是作為熱能載體,要充分利用地?zé)豳Y源,采取一次性開(kāi)采地?zé)崴姆椒ㄊ菢O為有限的,棄水回注是目前國(guó)際上解決地?zé)崴幌陆?延長(zhǎng)地?zé)崾褂脡勖淖詈梅椒?通過(guò)回注形成良性循環(huán)狀態(tài),在循環(huán)過(guò)程中,地?zé)崴粩鄬⒌厍蛏畈繜崮軒У降乇?從而使地?zé)崮艿玫匠掷m(xù)利用。四是腐蝕問(wèn)題。地?zé)崃黧w中含有多種化學(xué)物質(zhì),它們對(duì)金屬結(jié)構(gòu)材料的腐蝕有重大影響,其中影響最大的是氯離子和氧。氯離子的離子半徑小,穿透能力強(qiáng),容易穿過(guò)金屬表面已有的保護(hù)層,加速金屬的腐蝕,能強(qiáng)烈促進(jìn)各類型鋼筋、合金的局部腐蝕。氧是地?zé)崴凶钪饕母g物質(zhì),它是受腐蝕金屬所給出的電子受體,也可以和陰極出的新生態(tài)氫反應(yīng),這一反應(yīng)降低了氫析出的過(guò)電位。為避免地?zé)崴母g,一是采用密閉流程,減少空氣中氧的溶入;二是采用非金屬管道;三是采用換熱,避免地?zé)崴c采暖設(shè)施接觸。五是調(diào)峰問(wèn)題。地?zé)峁┡瘑慰康責(zé)嶙鳛闊嵩春苋菀妆淮蠹依斫?但值得注意的是我國(guó)北方地區(qū)的地?zé)豳Y源埋藏較深,流量也受到一定限制,開(kāi)發(fā)成本較高,使得充分發(fā)揮地?zé)崮艿淖饔檬艿搅思s束。據(jù)采暖地區(qū)氣象資料及不同時(shí)期采暖負(fù)荷表明,當(dāng)室外溫度較低時(shí),采暖所需的熱量很大,但累計(jì)小時(shí)數(shù)卻很少,如果采用地?zé)岵膳瘉?lái)承擔(dān)尖峰負(fù)荷,一是供暖面積減少,二是降低了地?zé)崂寐?。為提高地?zé)崂?增加供暖面積,可把熱負(fù)荷分為兩部分,即尖峰負(fù)荷由調(diào)峰鍋爐承擔(dān),基本熱負(fù)荷由地?zé)岢袚?dān)。據(jù)有關(guān)資料介紹,當(dāng)調(diào)峰設(shè)計(jì)熱負(fù)荷占30%時(shí),實(shí)際調(diào)峰累積熱負(fù)荷還不到10%,供暖面積提高了43%;當(dāng)調(diào)峰設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為50%時(shí),實(shí)際調(diào)峰累積熱負(fù)荷不超過(guò)30%,但供暖面積卻比原純地?zé)峁┡黾恿艘槐?。六是尾水溫度?wèn)題。為提高地?zé)崮芾寐?尾水溫度降得越低越好,但因受很多客觀因素制約,很難實(shí)現(xiàn)。一方面將原鍋爐系統(tǒng)改為地?zé)崴膳到y(tǒng),因原鍋爐采暖系統(tǒng)的散熱器面積是按供、回水溫度為95℃~