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地热资源开发与利用 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 6000m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200 300 的高温高压水或水汽混合物 推动涡轮机发电 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10898MW 年发电量达67246GWh 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 全台首座自主发电机组在宜兰清水地热公园试运转 清水温泉出水口温度达160 台湾工业研究院开发了一套岛内自制自产50千瓦双循环地热发电机组 目前正在宜兰清水地热公园试运转中 目前发电机组以地热发电提供地热公园全区的用电 包含公园里的煮蛋池 泡脚池 农品展售中心和游客中心 甚至连公园里的土地公庙也用地热发电照明 是全台第一座可以24小时全天候自行发电的观光园区 地源热泵技术 地源热泵系统就是以岩土体 地下水或地表水为低温热源 由水源热泵机组 地热能交换系统 建筑物内系统组成的供热空调系统 利用浅层地热能 将低品位提高到高品位能源 从而达到高COP值 4 6 节约30 40 的后期运营费用 根据换热系统的不同 可细分为 1 土壤源地源热泵系统 2 地下水源地源热泵系统 3 地表水源地源热泵系统等 地源热泵技术 地源热泵与传统空调系统运行费用的对比 需要说明的是 只有根据实际的地理和地质环境 选用适当的地源热泵系统 且地能换热器形式与热泵系统最佳匹配 才能达到最佳的节能效果 右图的数据选自贵州某项目 从计算可以看出 地源热泵系统在运营费用方面具有明显的优势 并可望在3 5内收回初投资 地源热泵的优点及与其它能源方式的对比 初投资对比 运行费用对比 1 热源温度稳定 制冷和制热效率高 2 环境效益好 3 经济实用 4 一次能源利用率高 地源热泵与太阳能的耦合 地源热泵 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 2001年11月14日布什总统和劳拉在他们位于德克萨斯克劳福特的加州接待来访的普京总统和夫人 去年 他们刚刚将家中的空调系统升级为地源热泵系统 在新闻记者面前 布什总统多次提及地源热泵系统是如何在德克萨斯炎热的季节里给他们带来凉爽和清新的 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 国家政策支持 2008年12月 国土资源部下发了 关于大力推进浅层地热能开发利用的通知 从调查评价 编制规划 加强监测三个方面 对大力推进我国浅层地热能资源的开发利用进行了部署 为进一步扩大可再生能源的开发利用 今年初由国家能源局 财政部 国土资源部 住建部等四部门联合下发的 关于促进地热能开发利用的指导意见 要求到2015年 基本查清全国地热能资源情况和分布特点 建立国家地热能资源数据和信息服务体系 项目区地热资源赋存情况 浅部恒温层可实施土壤源热泵技术 为项目区建筑制冷供暖 满足温泉赋存规律 深度2000 2500m 水量大于1000m3 d 可用于开发温泉地产 并可梯级开发温泉洗浴 大棚养殖和观光农业等 初步结论 制冷供暖可采用土壤源热泵系统 其清洁高效的优势 能带来明显的环保节能示范效果 温泉资源赋存于2000 2500m的深处 如能开发将形成温泉地产 使本项目更具竞争力和商业价值 亦可开展地热旅游观光和绿色生态农业 综合地热资源利用的引入 将使本项目具有明显的环境节能示范作用 大大提升本项目的吸引力 使本项目