「地热发电」地热发电的能量转化

今天我们来聊聊地热发电,以下6个关于地热发电的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。

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什么是地热发电技术？

地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术。

其基本原理与火力发电类似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。

　地热发电

迄今世界上有21个国家应用地热流体发电（表8-1）。地热发电成本差别很大，平均每度电约合4美分。截止1992年底，世界地热发电总装机容量达6275MW。在过去十年中，增加125%，年平均增加8.5%。世界地热发电总装机容量在1944～1960年增加7.9%;1978～1985年间增长速度最快，年平均增长率为17.2%，在这一时期，新增7个国家利用地热发电，总数达到17个国家；1985～1992年新增4个国家。80年代早期地热发电的迅速发展无疑与1973年和1979年的石油危机有关。第一次危机加速了替代能源的勘查，第二次危机期间开始着手建立地热电站。然而，1986年石油危机之后，地热发电增长速度降低。

表8-11982年到1992年间世界各国地热发电总装机容量比较表（MW）

地热发电的一大益处在于，它可以很经济地建立相对较小的发电机组（与水力发电相比）。在一些电力市场较小的发展中国家，建立15～30MW的地热电站比建立100～200MW的水力发电站要容易的多，且实践证明地热发电非常稳定，它不受月或年降水量大小的影响，因为在地热系统中，地下流体的运移距离很大，且地热发电需要的新鲜水的量也很小。

地热发电有三种类型，即干蒸汽、闪蒸汽和中间介质。干蒸汽电站应用蒸汽热储发电，将蒸汽从井中直接传输到发电机组，这一类热田单机组发电为35～120MW，在印度尼西亚、意大利、日本以及美国均建有此类电站，这些电站的总发电量占地热能总发电量的一半。

世界上大多数地热田属液态热储，闪蒸地热电站应用液态地热系统中的热液流体发电，在地表首先通过一到二个压力步骤，将大部分液态水闪蒸为蒸汽，然后输送到发电机组发电，此类电站单机组发电在10～55MW。

中间介质发电也应用液态地热系统发电，但由于热储温度较低，不能通过压力变化闪蒸成蒸汽而发电，只能通过中间介质来发电，一般单机组装机容量小于3MW。目前世界总装机容量达200MW（商业性运行）。

我国地热发电始于1970年，即李四光教授继地震之后发起的地热大会战。我国是中间介质发电的先驱之一，比如河北的后郝窖、湖北的灰汤等低温试验电站，但由于缺乏商业价值，均相继取消。1977年在西藏羊八井建立第一个高温地热发电机组，装机容量为1MW，到1994年总装机容量为25.18MW，电力全部供给拉萨市，占拉萨市总需电量的40%。1996年在羊八井打出高温高产地热井，可建一10MW发电机组。最近拟在云南腾冲热海地热田建一10MW的地热电站，前期工作正在进行中。

地热发电的原理是什么？

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。所不同的是，地热发电不像火力发电那样要备有庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地热能。能源专家们认为，环保的地热发电将在今后有强劲的发展前景。有专家甚至估计，地热发电量在20年后将占世界总发电量的10％。中国地热资源丰富，地热发电前景广阔。

什么是地热发电站？

地热发电站是指利用地下热水、蒸汽或高温岩体作一次能源的发电站。地热发电基本原理与火力发电类似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程。

目前，估计地热能发电的潜能在352000GW。接近地表1×104m的所有地热能量相加多于地球上所有石油和天然气资源总和的5万倍，足够提供全世界的能源需求。目前，全世界范围地热设施的装机容量为1.0715×104MW，这些设施在2010年生产了700×108kW·h的电量。这些地热能是由24个国家生产的，其中美国的产量居于领先地位，为3GW；其次是菲律宾、冰岛和萨尔瓦多。这些国家生产的地热能满足其本国25%以上的用电需求。

地热发电厂一项很大的优势在于，它能够持续24h产电，其他形式的发电厂中只有核能和化石燃料电厂可以做到这一点。从这个角度来说，这些形式的发电厂远比风力和太阳能发电厂优越，因为风力和太阳能发电厂有着相对较低的效率和不可预测的停机时间。

地热能源是一种可持续燃料，因为它几乎是一项无限的资源，而且非常清洁。目前地热发电厂的CO2排放强度大概平均为122～400kg/（MW·h），而传统的燃煤发电厂大约排放CO2气体量为1t/（MW·h）。更值得注意的是，地热发电厂对土地面积和水资源的消耗需求非常小。平均一个地热发电厂生产每吉瓦时电量需要使用面积为404m2，而燃煤发电厂和风力发电厂则分别需要3643m2和2335m2。地热发电厂生产每兆瓦时电量需要消耗20L的淡水，而同样情况对于核能、煤炭和石油工厂来说，则需要超过1000L的水资源。

地热发电原理

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。所不同的是，地热发电不象火力发电那样要备有庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地热能。地热发电的过程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能，首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。目前能够被地热电站利用的载热体，主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同，可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。

（1）蒸汽型地热发电

蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电，但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。这种发电方式最为简单，但干蒸汽地热资源十分有限，且多存于较深的地层，开采技术难度大，故发展受到限制（参考《资源》栏目有关文章）。主要有背压式和凝汽式两种发电系统。

（2）热水型地热发电

热水型地热发电是地热发电的主要方式。目前热水型地热电站有两种循环系统：

a、闪蒸系统。当高压热水从热水井中抽至地面，于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽轮机做功；而分离后的热水可继续利用后排出，当然最好是再回注入地层。

b、双循环系统。地热水首先流经热交换器，将地热能传给另一种低沸点的工作流体，使之沸腾而产生蒸汽。蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽器，再通过热交换器而完成发电循环。地热水则从热交换器回注入地层。这种系统特别适合于含盐量大、腐蚀性强和不凝结气体含量高的地热资源。发展双循环系统的关键技术是开发高效的热交换器。

什么是地热发电技术？

首先要把地热发电技术来分解一下，地热和发电技术。地热只是发电的能源部分，发电技术是非常成熟的能源产业技术了。所以地热发电技术就是使用地热作为能量来源的发电系统的一整套技术。

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