冰岛地热资源开发利用概况

冰岛地热资源开发利用概述冰岛地热资源开发利用概述 一 冰岛自然地理与地质背景一 冰岛自然地理与地质背景 冰岛位于北大西洋靠近北极圈的海域 是欧洲第二大岛国 全 国面积为 10 3 万 km2 人口约 30 万 岛内年均降雨量为 2000mm 水资源丰富 人均拥有水资源是欧洲人均水量的 600 倍 岛内冰川 与火山并存 地震与地热孪生 全岛 11 5 的土地为冰川所覆盖 岛内有火山 200 多座 其中活火山 30 余座 仅历史上有记载的火山 喷发就有 150 多次 火山地形地貌比比皆是 冰岛位于北美和欧亚 构造板块的边界地带 在地质年代上是比较年轻的国家 两个板块 每年以 2cm 的速度飘离 是地球上能在海平面以上看到山脉漂流的 很少的几个地方之一 特殊的地质构造造就了冰岛地下热流滚滚 成为世界上地热资源最丰富的国家 二 冰岛地热资源概况二 冰岛地热资源概况 1 地热资源分布特征 冰岛对地热温度的分类指标与其他国家 有所不同 冰岛将热流处在地下 1000 米左右 温度低于 150 的地 区定为低温地区 超过地下 1000 米 温度高于 200 的地区属于高 温区 冰岛地热田的分布与火山位置密切相关 在从西南向东北斜 穿全岛的火山带上 分布着 26 个温度达到 250 的高温蒸气田 约 250 个温度不超过 150 的低温地热田 天然温泉 800 余处 低温体 系分布于火山区的外围 较大的低温体系主要位于冰岛南部的火山 区的侧面 而小一些的可在冰岛的任何地方找到 表面上 低温活 动是以热或沸腾的泉水形式出现 但也有些不存在表面的表现形式 冰岛地学研究认为这种低温活动的热源来自于非正常的热外壳 持 续不断的地壳活动而产生的断层和裂缝 为低温体系的水循环提供 了通道 降水大多数从高山地带渗透到 1 3 千米深的基岩 在那受 岩浆加热 随后由于密度减小上升至表面 高温活动地区位于活火 山地带或其他边缘地带的内部 它们大多处于高处地带 岩石的地 质年龄非常年轻 渗透性好 由于地形高和基岩的可渗透性 在高 温区地下水埋藏深 高温活动区地表有大量的蒸气排出 蒸汽中的 硫化氢会被大气中的氢气所氧化 或变成硫磺储存在出口周围或变 成酸雨 这种系统通常在岩浆入侵时变浅 当在高温系统和中央复 杂火山入侵联系在一起时侵入岩浆往往形成浅层的岩浆房 依靠静 力水的压力来达到水的沸点 随着温度升高 压力增加 沸点最高 温度记录为 380 2 冰岛地热资源总量评价 冰岛最新地热资源研究成果 冰 岛地壳厚度 0 10 公里范围的地热资源含量为 3 亿 TWH 地热能源 1TWH 相当于一亿度电 地壳厚度 0 3 公里范围内的地热含量为 3 千万个 TWH 技术上可利用率为 1 百万 TWH 若将全部地热能用 来发电 每年可发电 800 多亿度 3 冰岛地热资源开发利用现状冰岛地热资源开发利用现状 从 15 世纪开始 冰岛人就懂得利用地热资源为生产生活服务 进入 20 世纪以来 开始大规模地利用地热资源供热和发电 据统计 资料 2003 年用于家庭供热地热能相当于燃烧 64 6 万吨的油 与过 去家庭使用石油供暖相比较相当于每人每年节省两吨石油 冰岛在 长期利用地热过程中 摸索出一套科学高效的使用方法 从地热井 中抽出高温热水和蒸气 经分离后 蒸气带动涡轮机发电 作为第 一使用阶梯 高温热水将引入的低温地表水 多为湖水 加热至 80 左右后输入市区 供民居和游泳池采暖和融雪之用 为第二使 用阶梯 冷却后的地热水含有大量对人体有益的矿物质 引入温泉 疗养区用于洗浴保健 发展旅游 形成第三使用阶梯 此后的地热 水温度依然较高 经处理后通常用于绿色温室或鱼苗养殖厂供暖 从而形成第四使用阶梯 目前 地热能还广泛用于温室种植养殖业 工厂烘干 雪融化 洗浴与旅游服务等诸多产业 1 冰岛冰岛 90 以上的家庭使用地热资源取暖 以上的家庭使用地热资源取暖 早在 20 世纪初 冰岛首都雷克雅未克市政府就开始有计划地使用地热资源为城市进 行区域供暖 目前 该市已拥有 10 个自动化热力站 供热管道 400 多公里 首都地区近 20 万居民已全部实现了地热供暖 目前 在冰 岛除了 26 个市政管理的为城市进行区域供热供暖的系统外 还有建 有 200 个较小的乡村供热公司 环绕冰岛农村的许多有温泉的社区 也修建了他们的供热配电系统或者成功地打了热水井 开采出稳定 量的热水 这些系统中较大的有 Olafsfjordur 1944 Hveragerdi 1974 Selfoss 1948 还 Saudarkrokur 1953 另外 社区学校也相应地建在热水供应源的附近为取暖和游泳的实现提供 了可能 目前 全冰岛 87 的家庭实现了地热取暖 仅此一项 全 国每年即可节约燃料开支上亿美元 2 地热发电占国家总发电量的地热发电占国家总发电量的 30 以上 以上 冰岛是利用地热发 电较早的国家之一 由于冰岛密集型产业发展迅速 对电的需求也 不断的增加 在近些年用地热能源发电又有了很大的进展 目前 地热发电站装机容量超过 600MW 占国家总发电量近 30 其他 70 左右为水力发电 因此全国的电力均为清洁能源供给 电力生 产带动了以铝业为龙头的高耗能产业的发展 截至 2004 年 冰岛出 口铝产品的数额占其总出口额的 25 预计到 2008 年将接近总额的 50 超过 10 亿美元 从而使冰迈入世界铝业生产大国的行列 3 温室种植和渔业养殖 温室种植和渔业养殖 冰岛气候寒冷 可耕地面积仅占国 土总面积的 1 粮食 蔬菜 水果曾严重依赖进口 1924 年起 冰岛开始尝试建设地热绿色温室 发展生态农副业 获得成功 1990 2000 年 每年温室的总面积增加 1 9 2002 年 全国绿色温 室总面积达 19 5 万平米 生产的西红柿 黄瓜可满足国内 70 的市 场需求 依靠地热温室种植 冰岛已成为欧洲最大的香蕉种植出口 国 20 世纪 80 年代中期开发的地热养殖业 通过缩短鱼苗孵化和 生长周期 提高产量 大大加速了冰渔业的发展 目前 冰已拥有 热水鱼苗场 50 个 年养殖鱼苗 4000 多吨 捕鱼量近 200 万吨 是 世界人均捕鱼量最高的国家 4 洗浴保健和特色旅游业洗浴保健和特色旅游业 游泳池池水加热是最主要的地热 能利用之一 在冰岛约有 160 个游泳池 其中 有 130 个游泳池利 用地热能加热 大多数公共游泳池是全年开放的露天游泳池 游泳 池主要用于娱乐和游泳训练 冰岛拥有火山口 熔岩流 热气孔 热泥池以及间歇泉等独特的火山景观 英语 间歇泉 Geyser 一 词即源自冰岛语 冰岛依赖独特的地貌和众多温泉疗养保健区 每 年吸引着大量外国游客 2004 年赴冰岛旅游人数已逾百万 其特色 旅游前景十分看好 冰岛蓝湖温泉胜地即是游客必去的一站 蕴含 丰富矿物质的蓝湖温泉其实是地热发电厂利用后的地热水形成的天 然泻湖 5 工业生产的利用 工业生产的利用 冰岛西部 Reykholar 地区的海藻制造厂 Thorverk 公司 直接利用地热资源进行生产 Thorverk 公司通过 使用专用的海藻收割船 收割冰岛西北部 Breidafjordur 河河底的海 藻 自 1976 年该工厂投入生产以来 利用 107 的地热水 34l sec 对海藻进行烘干 每年生产约 2000 至 4000 吨的墨角藻 和海藻粉 冰岛南部 Grimsnes 地区 Haedarendi 地热田的一个工厂 利用地热流生产商业上使用的液态二氧化碳 该工厂每年利用约 6 l sec 的地热流 能够生产约 2000 吨的液态二氧化碳 在冰岛利用 地热能烘干鱼干产品已有约 25 年的历史 主要包括咸鱼干 鳕鱼头 鳕鱼干和其它产品的烘干 因烘干的鳕鱼头年出口量达 15000 吨 宠物食品烘干是一个新兴起的行业 每年宠物食品产品约为 500 吨 6 道路融雪 道路融雪 自 20 世纪 80 年代以来 在冬季 地热能用于 加热路面和融化积雪逐渐得到推广 家庭用约 35 的水进行人行道 和停车场除冰 当路面冰层较厚时 大