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地热可以用来发电吗?

地热是一项十分宝贵的能量资源。这是因为地球深部就像一个庞大的高温火炉,其中仅靠近地面10千米范围内所蕴藏的地热能,就相当全世界煤炭所蕴藏能量的1.7亿倍。人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物,等等。但人类真正认识地热资源,并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪。

1904年,意大利最先建成了一座500千瓦的地热发电站。之后,一些欧美国家也相继建成规模不等的地热发电站,中国于1970年12月在广东丰顺建成第一座地热发电站。目前世界上最大的地热发电站是美国建造的,其装机容量达60万千瓦。一般来说,地热发电和火力发电的原理相仿,主要是利用热源产生高温蒸汽来推动汽轮机旋转,然后带动发电机发电。所不同的是,地热发电不像火力发电那样要装备庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能和由地热加温的蒸汽。而且,地热发电不需要消耗其他能源,也不会产生污染,因此是一种清洁能源;地热能又是可再生的,取之不尽,用之不竭。

那么,如果地热水或蒸汽温度不够高时,还能不能用来发电呢?中低温双循环系统发电技术为这种状况的地热发电提供了实际可能。它的原理是把温度不很高的地热水(通常在80~100℃)用来加热一种低沸点的工作介质,使其汽化,再通过这种汽化的介质来推动汽轮机发电。建于广东丰顺县的中国第一座地热发电站采用的就是这种方式

在地下数千米处,大多有一层称为干热岩的地层。顾名思义,“干热岩”就是又干又热的岩层,其温度普遍高于200℃。可是,怎么把其中的地热能“取”出来呢?科技工作者设计了这样的方法:在地下钻两个深井,向其中一个灌水加压,使水渗入高温的岩缝中;水被加热后变成高温热水或蒸汽,再通过另一个深井抽回,用来推动汽轮机发电。

地热发电被普遍认为是未来的一种理想的清洁能源,而且具有取之不尽的可持续性优势。随着对地热发电技术的逐步研究和开发,这种新能源或将成为未来能源的重要组成部分。但是,就目前情况来看,地热发电还有很长的路要走,需要解决的问题还很多。最主要的就是目前地热发电的热效率还很低。所谓热效率就是指热能转换成电能的效率,目前对于各种地热发电技术来说,一般只有6.4%~18.6%,大量的热能被白白浪费了。而且,地热发电通常要求地下热水或蒸汽的温度在150℃以上,这对许多地表浅层热能利用有一定的限制,而如果要对比较深层的地热能加以利用,则增加了技术难度和要求。另外,大规模、长时间开发地热,对于环境、地层等方面的影响还需要作更多的调查和评估。因此,从目前的实际情况来看,相比于地热发电,直接利用地热(主要是地下热水)可以大大减少地热能的损耗,成本低,效果好,应用范围也比较广。