地熱能
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地熱能(Geothermal energy)
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什麼是地熱能[1]
地熱能是指地殼內能夠科學、合理地開發出來的岩石中的熱量和地熱流體中的熱量。
地熱能的前景[2]
地熱資源憑著自身一系列的可再生優點且蘊藏量豐富，隨著石油、煤炭等傳統資源的逐漸枯竭，必將成為未來新資源的一個重要組成部分。目前國際上有100多個國家在開發利用地熱資源，且每年都以高於10％的速度發展。資源專家普遍預測，到2100年地熱利用將在世界資源總值中占30％至U40％。
由於地熱能是來自於地球內部的熱量，故其蘊藏量十分豐富。據估計，全球99％的物質處於1000℃以上的高溫狀態，只有不到l％處於100℃以下，儘管其中可利用部分很小，但僅利用現有技術可以開發利用的地熱能就大於目前所有化石資源儲量30倍以上，因此地熱能是一種儲量極其豐富的替代資源，與其他可再生資源相比，也有著巨大的蘊藏量優勢。
據專家估算，地球陸地錶面以下5公裡以內，15攝氏度以上岩石和地下水總含熱量達1.05X1025焦耳，相當於9950萬億噸標準煤所能產生的熱量。地球內部的溫度高達4000℃，而在80至100公英里的深度處，溫度會降至650至1200℃。透過地下水的流動和熔岩涌至離地面1至5公裡的地殼，熱力得以被轉送至較接近地面的地方。
據測算，地球內部的總熱能量，約為全球約煤炭儲量的1.7億倍。每年從地球內部經地表散失的熱量，相當於10001'L桶石油燃燒產生的熱量。按照其儲存形式，地熱資源可分為蒸汽型、熱水型、地壓型、乾熱岩型和熔岩型5大類。按照傳於地表的地熱的溫度高低，地熱可劃分為高溫地熱與中低溫地熱。高溫地熱一般用於發電。中低溫地熱則通常直接用於採暖、工農業加溫、水產養殖及醫療和洗浴等。
截止1990年底，世界地熱資源開發利用於發電的總裝機容量為588萬千瓦，地熱水的中低溫直接利用約相當於1137萬千瓦。除了用於發電外，地熱能還可以因地制宜，直接利用到日常生產生活的保溫或製冷等。此外，地熱能和一般礦物燃料不同，地熱利用不用燃料，運行成本低。地熱還是人類利用最古老的醫療保健方式之一。
全球主要的地熱資源分佈帶主要有環太平洋地熱帶、地中海一喜馬拉雅地熱帶、大西洋中脊地熱帶、紅海一亞丁灣一東非裂谷地熱帶等。這些環球性地熱帶中有著世界上許多著名的地熱田，如美國的蓋瑟爾斯、長谷、羅斯福；墨西哥的塞羅、普列托；紐西蘭的懷臘開；中國的臺灣馬槽；日本的松川、大岳；中國的西藏羊八井及雲南騰衝地熱田。冰島的克拉弗拉、納馬菲亞爾和亞速爾群島熱氣
地熱能的儲存形式[3]
1、蒸汽型
特點是排放蒸汽。蒸汽來源區的壓力基本不隨深度而改變。蒸汽排放的初始階段可能是濕蒸汽、乾飽和蒸汽或過熱蒸汽，但隨著開采的進行，蒸汽逐漸變乾，或過熱度逐漸增大。蒸汽溫度高於150。C，且焓值高。生產層的壓力約3．3MPa。世界上正在開發的義大利拉德瑞羅、美國蓋瑟爾斯、印度尼西亞的卡瓦卡馬江，及我國的西藏羊八井、雲南熱海、臺灣大屯等地熱田都屬這種類型。這類地熱田的形成一般都與火山或岩漿活動有關，有強大的熱源補給，而地下水的補給適中。其天然狀態下含有的不流動或微流動的水，就是熱儲蒸汽的補給源，即天然狀態下有上升的蒸汽流和下降的水流(蒸汽凝結水)。
2、熱水型
是單相的熱水。通常既包括溫度低於當地氣壓下飽和溫度的熱水和溫度高於沸點的有壓力的熱水，又包括濕蒸汽。按其溫度範圍分為高溫(150。C以上)、中溫(90～150℃)和低溫(25～90℃)。這類地熱田分佈極廣，如美國加利福尼亞州的希伯、紐西蘭的懷拉基和布羅德蘭茲、墨西哥的塞羅普列托、冰島首都雷克雅未克地熱田等。中國的地熱田大都屬這一類。
3、地壓型
是以地壓水的形式，在地表以下4000～5000m深處，被不透水層(頁岩等)封閉在深部，沉積盆地中儲存，地壓可達幾百個大氣壓。地壓地熱能資源中的能量，實際由機械能(壓力差)、地熱能(高溫)和化學能(溶於水中以甲烷為主的天然氣)三部分組成。如美國得克薩斯州和路易斯安那州的近海地區(墨西哥灣)寬160～320km、長約1290km、深3000～6000m、頂蓋厚1200～4850m的地熱田，地壓水溫隨深度增加而增高，在3048m處為150℃，6096m處為260℃，壓力梯度為2．187×104Pa／m，甲烷含量0．0036～0．0107m3／I。。每口井每日流量為15000m3，一個地壓水井[地錶面水壓大於140atm(1atm一101325Pa)，溫度127℃]可提供動力1．05×106kW。
4、乾熱岩型
是泛指地下普遍存在的沒有水或蒸汽的熱岩體，是一種比蒸汽、熱水和地壓地熱資源更為巨大的資源。具有開采價值的是埋藏較淺(10km以內)、乾而不透水的熱岩體。利用鑽井穿入這種岩體，並設法使井間岩體破碎，然後註入流體，形成人工環流通道，並通過環流取出該系統的熱能量。
5、岩漿型
是利用地球深部高溫的岩漿，火山噴發時常把這種岩漿帶至地面。這種類型的潛力相當大。岩漿型資源據估計約占已探明地熱資源的40％左右，但直接利用的技術難度大，目前無一開發。
上述五類地熱資源中，目前應用最廣的是熱水型和蒸汽型。
如前述，地熱能資源與地質構造運動有關，而組成地球地殼的六大板塊和一些小板塊的邊緣是地震活動、構造活動、火山爆發的主要發源地，也是高溫地熱的分佈地帶。世界四個大的地熱帶都是沿著板塊邊緣分佈的，其中有兩個大地熱帶分別經過我國臺灣的大屯和西藏的阿裡地區(包括羊八井、羊易鄉)至雲南騰衝的熱海，使我國地熱能資源非常豐富。
地熱能的特點[4]
地熱是一種潔凈的可再生能源，具有熱流密度大、容易收集和輸送、參數穩定(流量、溫度)、使用方便等優點。地熱不僅是一種礦產資源，也是寶貴的旅游資源和水資源。
