地热资源开发与利用

1、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20006000 m的深处， 温度为150650。 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

2、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10 898MW， 年发电量达67 246 GWh; 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

3、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。 http:/ 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；

4、（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。 地下水源热泵空调系统333825021292886415504000006509088 常规空调系统1319242501637000014829425 空调运行费用动力泵耗能费用卫生热水运行费用新增维护费用总费用 0 2000000 4000000 6000000

5、 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 地下水源热泵空调系统与常规空调系统的运行费用对比地下水源热泵空调系统与常规空调系统的运行费用对比 地下水源热泵空调系统常规空调系统 地埋管地源热泵空调系统333825044587426415501000008538542 常规空调系统1319242501637000014829425 空调运行费用动力泵耗能费用卫生热水运行费用新增维护费用总费用 0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 地埋管地源热泵空调系统

6、常规空调系统 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

7、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