地热能在应用过程中遇到的问题及解决措施

地热能在应用过程中遇到的问题及解决措施

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【摘要】介绍了地热资源的分布情况，从地热发电和地热采暖等多个方面论述了地热资源在的利用，对地热资源在开发利用过程中存在的问题进行了深入分析并提出相关建议，从资源、社会、经济、环境等角度指出地热资源具有广阔的发展前景。

【关键词】地热资源利用存在问题解决措施

一、地热能简介

地热能是来自地球深处的可再生热能。它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。在有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和水而到达地面，自史前起它们就已被用于洗浴和蒸煮。通过钻井，这些热能可以从地下的储层引入水池、房间、温室和发电站。地热能即贮存在地球内部的大量热能。

二、地热能的利用

地热能的利用是指利用地下热能为人类服务。地热能和矿物燃料的区别在于不用燃烧。开发潜力较大的地热田一般出现在偏远的山区，它的可输送性比较低。输送高温热水的极限距离约100千米，天然蒸汽的输送距离大约只有1千米，故一般是使地热能就地转变成电能，其次是直接利用。

（一）地热发电

地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用于发电。地热发电和火力发电的原理是一样的，都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。用于发电的地热流体要求温度较高，一般在180℃甚至200℃以上才比较经济，我国高温地热资源主要分布在滇、藏、川西一带，总发电潜力5 800 MW／a。其地热发电基本原理与火力发电相同，即通过能量转换定律将地热能转变为机械能，再将其带动发电机组发电。我国自1970年1O月第一座实验性地热电站在广东丰顺建成投产以来，相继建成了湖南灰汤、西藏羊八井、西藏那曲及西藏郎久等地热电站。地热发电运行成本低，电力便于输送，不

受热田位置限制，又属于高品位的能量，没有环境污染，所以地热发电的利用价值明显高于其他的利用形式。

（二）直接利用

地热供暖：应用地热采暖主要是在我国北方，该利用方式不仅是节约煤炭、降低煤耗、减轻烟尘污染、改善环境的有效方法，还因地热水温稳定、供暖质量高而深受人们的欢迎。目前利用中低温地熟供暖的地区有河北、辽宁、山东、河南、山西等地，全国地热供暖面积超过500万平方米。特别是天津地区，仅地热供热一项，已占全国地热供热总面积的77%，有利的促进了改善大气环境、减少环境污染和天津市碧水蓝天工程的快速实施。

地热务农：地热在农业中的应用范围十分广阔。如利用温度适宜的地热水灌溉农田，可使农作物早熟增产；利用地热水养鱼，在28℃水温下可加速鱼的育肥，提高鱼的出产率；利用地热建造温室，育秧、种菜和养花；利用地热给沼气池加温，提高沼气的产量等。将地热能直接用于农业在我国日益广泛，北京、天津、西藏和云南等地都建有面积大小不等的地热温室。各地还利用地热大力发展养殖业，如培养菌种、养殖非洲鲫鱼、鳗鱼、罗非鱼、罗氏沼虾等。

地热行医：地热在医疗领域的应用有诱人的前景，目前热矿水就被视为一种宝贵的资源，世界各国都很珍惜。由于地热水从很深的地下提取到地面，除温度较高外，常含有一些特殊的化学元素，从而使它具有一定的医疗效果。如合碳酸的矿泉水供饮用，可调节胃酸、平衡人体酸碱度；含铁矿泉水饮用后，可治疗缺铁贫血症；氢泉、硫水氢泉洗浴可治疗神经衰弱和关节炎、皮肤病等。由于温泉的医疗作用及伴随温泉出现的特殊的地质、地貌条件，使温泉常常成为旅游胜地，吸引大批疗养者和旅游者。在日本就有1500多个温泉疗养院，每年吸引1亿人到这些疗养院休养。我国利用地热治疗疾病历史悠久，含有各种矿物元素的温泉众多，因此充分发挥地热的行医作用，发展温泉疗养行业是大有可为的。

三、地热开发利用存在的问题及措施

（一）技术问题

地热能研究工作比较滞后。“地热能在我国起步并不晚，但现在发展已经滞后了。一个主要的原因就是对地热能没有进行详尽的研究。”专家说，地热国外发展依靠的是地质先行，而在我国，则是一些地质以外的行业（主要是热泵机组

厂商）作为推动力量，有一部分人以为只要有了先进的热泵技术就可以进行地热能的开发。“事实上，热泵就如同矿山中常用的凿岩机，只是一个手段，尽管效率很高，但究竟可不可以采出矿石，最终还是需要地质工作来评价的。”地热能发展的好坏，取决于对地质条件的研究程度。所以需要依靠进步和创新，提高地热能利用技术水平。地源热泵系统是地质环境、热泵系统、自动控制和暖通空调系统等多学科的有机结合。需要加强暖通空调与水文地质工程地质人员的密切配合，做到每一部分都要与整体相协调，才能使整个系统达到经济、节能与环保。

（二）可持续发展问题

资源利用领域的拓宽和社会需求的增加会给人们的生活带来越来越多的好处，但是人们对地热资源的综合利用价值和产业化开发利用的意义认识不足，将地热混同于一般的矿产资源或水资源。一些地热资源丰富的地区未能建立有自己特点的地热产业，使宝贵的地热资源开发停留在低层次、低效益的水平上，且资源浪费现象严重，相当一部分地区天然的温泉没有充分利用，被白白浪费；一些开发商对地热资源的特点认识不清，造成地热资源得不到合理开发和有效保护。地热资源是在特定的地质、构造、水文地质条件和水文地球化学环境条件下形成的，由于埋藏深，补给途径远，再生能力弱，其资源量是有限的，并非取之不竭。要保持其资源的长期连续稳定开采，做到有计划合理开发利用，防止盲目无序随意开采造成资源浪费和环境地质问题的发生，否则就会造成资源的快速枯竭。为实现可持续开发利用的目的，在开发中，要采取行之有效的措施，建立资源利用中心的高教低耗体系，要积极推广应用高新技术与设施，提高地热开发的科技含量，发展节约型、效益型的开发利用模式，努力提高地热利用率，减少资源浪费，使地热创造更高的社会、环境、经济效益。

（三）环境保护问题

地热能项目的增多、规模的扩大，不同利用方式在其发展过程中出现了一些问题，如地下水源热泵系统地下水回灌难，造成水位下降，地面沉降；系统整体不节能；水质污染；地温场的变化等问题。地下水热泵系统是通过抽取地下水，利用地下水全年温度恒定的特点，与水源热泵的冷凝器或蒸发器进行热交换，或通过板式换热器与冷凝器产生的高温热水（夏季工作时）或蒸发器产生的低温冷