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5e科普 | 地热的基本知识?
2018-04-02 17:01:06   来源:   作者:   评论:0   点击:

来源:中能网在我国能源领域内,继可燃冰(天然气水合物)之后,又一热点是地热。地热之所以引起国人的关注,是因为储量如此巨大,还没有一位科学家能够算出有多大的储量。如果说可燃冰是化石燃料的一种,无论燃
来源:中能网

 

在我国能源领域内,继可燃冰(天然气水合物)之后,又一热点是地热。地热之所以引起国人的关注,是因为储量如此巨大,还没有一位科学家能够算出有多大的储量。如果说可燃冰是化石燃料的一种,无论燃烧与否都会造成温室效应,而且开采难、费用高,那么地热的优点是可燃冰无法比拟的,地热是可再生能源,价格低,当然没有污染;地热开采稳定并连续。

 

我国有的媒体报道:热干岩发电将很快排挤燃煤发电,并将取代石油,甚至会使人类放弃高温核聚变——托卡马克产生能源的努力。而且做了个未来电力的描述“青海地区成为中国的能源基地,源源不断地向全中国输出电力。我们会逐渐放弃燃煤、燃气这种破坏环境取得能量方式”,“我国目前的陆域干热岩资源量能量值,已经达到了惊人的地步,……可用3900年。日本、加拿大、美国、欧洲等国做不到的,我们做到了,这是一次历史性的飞跃”。

 

如果热干岩层发电一旦成功,把化石燃料发电,甚至把核聚变发电拿下,这样我国数百万能源产业从业人员的饭碗被敲掉了,可不是个小事情。

 

地热的基本知识

 

地热来自于地球内部,地核散发的热量透过地幔的高温岩浆传达至地壳,而这种热能就称为“地热能(Geothermal energy)”,简称“地热”。地球内部的温度高达开氏7000度,而在80至100公里的深度处,温度会降至开氏650~1200度。热量透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1~5公里的地壳,得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。可供开发利用之地热一般发生在地壳破裂处,亦即板块构造边缘。由于地壳板块推挤或扩张,造成火山活动,以致区域性地温升高,大量热能传到浅部地层,目前的技术只能在部分地质适宜的区域,针对集中在地壳浅部的热能予以开发利用,将来若能更进一步开发较深层的地热时,则热能源源不绝,故地热常被称为永不枯竭的资源。

 

在恒温带以下,每挖深100米,就会增加摄氏3度,这个称为地热梯度。由于太阳给与地球的热量巨大,所以人们感受不到地面给人们的温暖。实际上大地有热流,大地热流指在单位时间内由地下深处垂直向上传导通过单位地球表面散发的热量。热流单位用HFU(heat flow unit)表示。

 

1HFU=1μCal/(cm2·s)=41.86mW/m2

 

其数值大小与地球内部热传导过程、构造作用、浅层构造及地壳和上地幔结构密切相关。全球热流值变化范围为0.6~3.0HFU,平均为1.47HFU。虽然地表单位面积的每秒热流量很小,但整个地球表面一年释放相当于燃烧300多亿吨煤放出的热量。

 

地热的储存方式

 

常见的地热依其储存方式,可约略分为如下两种类型:

 

▲水热型(又名热液资源):系指地下水在多孔性或裂隙较多的岩层中吸收地热,其所储集的热水及蒸汽,经适当提引后可为经济型替代能源,即现今最常见的开发方式。

 

▲干热岩型(又名热岩资源):系指浅藏在地壳表层的熔岩或尚未冷却的岩体,可以人工方法造成裂隙破碎带,再钻孔注入冷水使其加热成蒸汽和热水后将热量引出。

 

“地热区”依其成因可分类为火山性地热区和非火山性地热区两种。

 

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