冰岛地热资源开发利用概况.doc

冰岛地热资源开发利用概述 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 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 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90%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30%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。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。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。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。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，大多数雪