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國家發改委等三部門印發的《地熱能開發利用“十三五”規劃》開宗明義,第一句話就明確“地熱能是一種綠色低碳、可循環利用的可再生能源”。而政策的引導將極大地推進地熱能的發展,地熱能也有可能成為中國“十三五”期間增長最迅速的可再生能源。
“十三五”將迎來地熱能發展好時機。地熱具有巨大的發電潛力,如果用一句話形容我國地熱能的利用史,那就是“曾經很闊”。2017年,三部委聯合印發了《地熱能開發利用“十三五”規劃》。這是地熱領域首個國家層面的規劃,被業內視為地熱產業發展的里程碑,同時也標志地熱將迎來高速發展的時期。
地熱能是一種新的潔凈能源,在當今人們的環保意識日漸增強和能源日趨緊缺的情況下,對地熱資源的合理開發利用已愈來愈受到人們的青睞。其中距地表2000米內儲藏的地熱能為2500億噸標準煤。全國地熱可開采資源量為每年68億立方米,所含地熱量為973萬億千焦耳。在地熱利用規模上,我國近些年來一直位居世界首位,并以每年近10%的速度穩步增長。
同時,集中供暖將有很大增長空間,而壓減燃煤消費、大氣污染防治等要求,為地熱能提供了難得的發展機遇。據權威媒體報道消息稱,針對長江經濟帶地區城鎮居民供暖的迫切需求,加快推廣以熱泵技術應用為主的地熱能利用,以重慶、上海、蘇南地區城市群、武漢及周邊城市群、貴陽、銀川等地為重點,整體推進淺層地熱能供暖(制冷)項目建設。另一方面,在環境約束較高的青藏高原及毗鄰區,水熱型地熱能供暖將被納入城鎮基礎設施建設中。
技術應用層面,據此前報道,迄今我國用戶供暖末端以散熱器、地板輻射采暖為主、所需熱源溫度與地熱資源溫度相當、資源側與需求側匹配良好,地熱供暖運行成本很低,是地熱資源比較理想的開發利用模式。與此同時,高溫蒸汽發電行業因成本較低,技術發展已相對成熟。尤其是高溫干蒸汽發電,已在多地區得到普及。
“十三五”時期,我國將新增地熱能供暖(制冷)面積11億平方米,其中:新增淺層地熱能供暖(制冷)面積7億平方米,新增水熱型地熱供暖面積4億平方米。截至目前,我國地熱能供暖行業已有一定發展,北京、天津、河北、陜西等地的地熱直接集中供熱利用已形成一定規模。公開資料顯示,截至2020年,地熱能年利用總量相當于替代化石能源7000萬噸標準煤,相應減排二氧化碳1.7億噸,節能減排效果顯著。
可再生能源的發展一般能夠得到政府優惠政策的支持,例如稅收減免、政府補貼以及獲得優先貸款的權力。在相關優惠政策的指引下,投資者們將更有興趣對地熱項目進行投資建設。
按照當前政策導向,優先開發淺層地熱能資源已成為既定方針,這也決定了未來一段時期,通過地源熱泵技術實現地熱能供暖將成為行業主流。在此過程中,將探索建立地熱能開發的特許經營權招標制度和PPP模式,并且將放開城鎮供熱市場準入限制,引導地熱能開發企業進入城鎮供熱市場。隨著相關扶持政策的逐漸明朗,行業景氣度將不斷提升,相關企業將充分享受政策帶來的紅利。
據相關人士分析,“十三五”期間如果有5%的供暖通過地熱實現,蘊含的商機將超過百億元。初步估算,“十三五”期間,淺層地熱能供暖(制冷)可拉動投資約1400億元,水熱型地熱能供暖可拉動投資約800億元,地熱發電可拉動投資約400億元,合計約為2600億元。此外,地熱能開發利用還可帶動地熱資源勘查評價、鉆井、熱泵、換熱等一系列關鍵技術和設備制造產業的發展。
在我國的地熱資源開發中,經過多年的技術積累,地熱發電效益顯著提升。除地熱發電外,直接利用地熱水進行建筑供暖、發展溫室農業和溫泉旅游等利用途徑也得到較快發展。全國已經基本形成以西藏羊八井為代表的地熱發電、以天津和西安為代表的地熱供暖、以東南沿海為代表的療養與旅游和以華北平原為代表的種植和養殖的開發利用格局。
近年來,隨著技術的不斷成熟,地熱能已經成為能源型、技術型資源。面對“十三五”16億平方米的地熱能供暖目標,豐富的資源儲備將為地熱能產業的發展提供充沛動力支撐,助力行業實現跨越式。
憑據地熱資本的特點和采用技術方案的分歧,可把地熱發電劃分為很多的方式,但今朝泛起較多的有下面4種方式:
?。?)直接蒸汽法。在干蒸汽田上從熱井噴出的是溫度和壓力都比力高的蒸汽,將其過濾后,置接用管道輸人電廠驅動汽輪發機電組旋轉發電。
?。?)汽水份離法。把從地熱井噴出的蒸汽和熱水夾雜物引進汽水份離裝配將分手出的蒸汽送進汽輪機。
?。?)減壓擴容法。把噴出或用水泵抽出)的溫度較高的熱水導人擴容蒸發裝備,由于壓力下降,一部門水蒸發變為水蒸汽將蒸發出的水蒸汽送進汽輪機。
?。?)低沸點工質法。以地下熱水為放熱物資經由過程熱交換器把熱量傳給低沸點的工質,使其沸騰并發生蒸汽,然后用這類蒸汽驅動汽輪發機電組。
我國在地熱發電方面,已建成著名世界的西躲羊八井電站現有裝機容量到達25MW發電方式是將地熱井出來的汽水夾雜物經汽水份離器分手出來的蒸汽送人汽輪機分手出來的熱水經減壓擴容發生的蒸汽也送人汽輪機。羊八井地熱電站的出力穩定其發電量已占到拉薩電網的40%。
地熱資本開發運用技能是一門多學科的歸納技能,觸及資本勘查與評估、鉆井成井技能、尾水回灌、梯級運用、高效運營、保溫與換熱、防腐防垢、熱泵和發電等技能。
現在,國內多家科研機構和高校,展開了地熱資本開發運用技能研制,聯系國內地熱能開發企業實踐經驗,開始建立了一套與中國地熱資本特色相適應的技能體系,對往后國內地熱資本勘查開發具有極高的輔導價值。
地熱資本勘查技能。以電法、大地電磁法為主,在西藏、天津、北京、陜西、河北、河南、山東、四川、新疆等地地熱資本勘查中得到了廣泛運用。
地熱資本評估技能。以熱儲體積法最為老練,國土資本部2009年組織展開《全國地熱資本潛力評估》,該作用已于2014年11月發布,斷定了地熱開發有利目標靶區。
針對不一樣深度、地層和巖性,合適不一樣熱儲類型采納不一樣的井身構造優化規劃、低密度流體鉆井、熱儲層物性錄井、測井及有用儲層評估等地熱井鉆井成井技能技能體系。
地熱回灌是完成地熱資本可繼續開發的有力辦法,在世界各國已取得廣泛運用,它關于地熱資本的維護、削減資本糟蹋、延伸出產井壽數以及削減環境污染等方面均具有重要意義。
現在國內所選用的地熱回灌辦法有三類:
①同井分層回灌,即在同一眼地熱井中存在兩個含熱水層的情況下進行的回灌,斷定其間的一個含熱水層為出產層,而另一個含熱水層為回灌層;
②對井回灌,即打兩眼地熱井,斷定其間的一眼為出產井,另一眼為回灌井,出產層與同灌層可同層,也可不一樣層。同層回灌的挖掘井與回灌井有必要堅持合理間隔;
③群井出產性回灌,挑選有利場所進行地熱尾水的多井會集回灌?;毓嗔颗c全熱田的挖掘量應堅持科學的份額。
④地熱資本梯級運用技能
依據“品位對口,梯級運用”的用能思維,完成地熱發電、修建供熱制冷、工農業出產和溫泉沐浴的梯級運用,大幅度進步地熱能的轉化與運用功率。
詳細施行辦法如下:
(1)挖掘出來的地熱水,通過換熱器,獲取熱能供管網體系供熱,即為榜首梯次;
(2)第二梯次是將通過一級換熱的地熱水進行再次換熱,獲取能量供地板輻射采暖體系供熱;
(3)由第二梯次體系排出的地熱水,進入熱泵機組進行溫度的進步后供小區采暖,或者熱泵機組將溫度進步后,將熱送回第二梯次熱網中,供熱負荷并入第二梯次熱網中,即為第三梯次;
(4)熱泵機組排出的地熱水由另一眼地熱井回灌到地下,至此完成了一個循環進程。
地熱資本梯級運用
⑤地熱、余熱發電技能
地熱、余熱發電技能有四種類型:干蒸汽發電法、擴容(閃蒸)發電法、雙工質循環發電法和全流循環式發電法。
干蒸汽發電法,是世界上最早的地熱能發電技能,單機裝機規劃大,發電本錢低,對地熱資本類型請求高,適用于地熱溫度在150℃以上的高溫干蒸汽資本。
干蒸汽發電法
擴容閃蒸發電法,適用于地熱溫度90℃-150℃,設備技能簡略,技能老練,全球運用最廣泛,但全體熱功率和經濟效益不高。因為中國地熱資本以中低溫為主,首要選用擴容閃蒸蒸汽發電技能。
擴容閃蒸發電法
雙工質循環發電法,較適用于地熱資本的低溫段,以低沸點有機物為工質,在活動體系中獲取熱能發生有機質蒸汽,股動發電機發電?,F在首要有機朗肯循環和卡琳娜動力循環兩種雙工質發電法。
雙工質循環發電法
全流循環式發電法,汽水混合的地熱流體直接通過特殊規劃的脹大機一邊脹大一邊做功,現在國內羊易地熱田裝有兩套機組。依據不一樣的熱源條件,螺桿脹大機也可用于閃蒸發電法和雙工質循環發電法。
全流循環式發電法
⑥復合動力運用體系集成技能
通過地熱能、太陽能、生物質能等可再生動力及工業余熱和慣例動力的復合動力運用,聯系動力動態調理技能進行體系集成,進步動力開發運用功率。
⑦智能辦理、高效運營信息化體系技能
通過長途監控平臺,實時監測、評估體系各環節能耗,采納氣候抵償、熱平衡調理、自動控制等技能優化體系運營,進步熱功率,下降運轉本錢,進步體系運轉穩定性、安全性。
⑧蓄能技能
運用蓄能設備在用能體系不需要能量或用能量小的時刻內將能量儲存起來,在體系需要量大的時刻將這部分能量釋放出來。聯系電力體系的分時電價方針及用能需要,能夠選用冰蓄冷、水蓄熱技能,下降運轉本錢。
冰蓄冷體系
電蓄熱體系
⑨高效換熱技能
換熱器在中央空調及工業、民用供熱領域運用十分廣泛,通過對換熱器板型、流道、板距離等進行技能優化,進步傳熱功率,下降運轉本錢。
多種類型換熱器
⑩地熱運用防腐防垢技能
地熱水礦化度通常比較高,水質具有較強的結垢性和腐蝕性,嚴重影響管道和設備的運用壽數和正常運轉。
國內涵水體系設備腐蝕和結垢技能方面做了很多工作,形成了高分子防腐涂層等系列核心技能,取得了很好的運用作用。
歸納水處理設備
?尾水處理及礦藏獲取技能
地熱尾水中通常富含一些微量元素,部分區域地熱尾水中富含氟化物、硫化物、重金屬離子等有害物質,如不通過處理直接排放,會對周圍的地表水、地下水、土壤和農作物等形成損害。通過尾水凈化處理及礦藏質獲取技能,一方面能夠使地熱尾水到達運用或排放規范,防止對本地生態環境形成污染;另一方面,能夠獲取尾水中的礦藏質供醫療或化工運用。地熱尾水處理及礦藏獲取技能,現變成在難以經濟回灌區域,完成地熱資本有用開發運用的技能路徑之一。
近年來國家的自然資源利用現狀變得越來越好,遠的不說,就拿太陽能源來講,每年太陽能發電產生的電能占國家發電比例的不少,沒有污染不說,太陽能源也是很容易得到的能源,成本花費小,回報大,這樣的自然資源當然受歡迎,類似的自然資源還有地熱能,地熱能我們之前了解的應該不多,今天我們就從它的各個方面來分析它的優點及缺點。
地熱能發電
地熱能優點—定義
狹義的地熱能指地球內部蘊藏的能量 ,來源于太陽;廣義的地熱能指:是來自地球深處的可再生熱能 ,它起源于地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變。英文名稱是geothermal energy。
地熱能優點—分類
地熱資源按溫度分為高溫地熱,溫度高于150℃; 中溫地熱,溫度在 90 ~ 150 ℃;低溫地熱 ,溫度低于 90℃。從總量上看,我國主要以中低溫地熱資源為主,而且地熱資源按儲存形式分為蒸汽型熱水型、地壓型、熔巖型、干熱巖型。
地熱能優點—特點
優點:可再生;分布廣泛;蘊藏量豐富;單位成本低;建造地熱廠時間短且容易
缺點:資金投資大;受地域限制;熱效率低,有30%的地熱能用來推動渦輪發電機 ;所流出的熱水含有很高的礦物質;一些有毒氣體會隨著熱氣,而噴入空氣中,造成空氣污染。
地熱能優點—利用現狀
在2 0 ~ 5 0 ℃的環境下,可以進行沐浴、水產養殖、飼養牲畜、土壤加溫、脫水加工。
在5 0~100 ℃的溫度條件下,可以進行溫室供暖、家用熱水、工業干燥
在100~150 ℃的溫度條件下,可以進行供暖、制冷、雙循環發電、制造罐頭食品、脫水加工、回收鹽類。
在100~200 ℃的溫度條件下,可以進行雙循環發電、制冷、工業干燥、 工業熱加工。
在200~400 ℃的溫度條件下,可以直接發電。
地熱能優點—綜合利用
地熱能直接用于采暖、供熱和供熱水、溫泉養生是僅次地熱發電的地熱利用方式。
地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源的即可供熱又可制冷的高效節能空調系統。
地源熱泵通過輸入少量的高品位能源,實現低溫位熱能向高溫位轉移。
中國地大物博,自然資源雖然多,但畢竟是資源,生態環境一環扣著一環,若是因為人類的因素,破壞了自然環境中的一環,生態鏈無法再繼續維持下去,不僅危害到自然環境,而且對人類自身來說,也是非常大的傷害。
根據山東省地熱產業聯盟官方微信公眾號信息顯示,由新能源海外發展聯盟與山東省地熱產業聯盟聯合主辦,英利集團協辦,中國城市發展研究會新能源發展委員會與山東地礦新能源有限公司支持的“2017中國(雄安)國際新能源資產證券化暨地熱能助力綠色雄安建設研討會”擬定于9月26日在保定舉辦。地熱板塊有望迎來市場風口。
地熱能是一種現實可行且具有競爭力的清潔能源。地熱能是由地殼抽取的天然熱能,能量來源主要是地球內部長壽命放射性同位素熱核反應產生的熱能。作為一種綠色低碳、可循環利用的可再生能源,地熱能具有儲量大、分布廣、清潔環保、穩定可靠等特點。據中國能源報估計,地熱等非化石能源利用占比每提高 1 個百分點,相當于替代標準煤 3750 萬噸、減排二氧化碳 9400 萬噸、二氧化硫 90 萬噸、氮氧化物 26 萬噸。因此,開發地熱能對調整我國能源結構、節能減排、治理霧霾具有重要意義,是促進生態文明建設的重要舉措。
2016 年 11 月,中國石化集團公司總經理戴厚良表示中石化規劃在“十三五”期間再造 20 座“無煙城”,實現新 增供暖面積和制冷面積 1.2 億平方米。雄安新區建立后,伴隨我國千年大計的實施華北地 區原有城市格局將發生較大的變化,雄安新區住房面積或將出現迅速增長。在對中石化新 星公司的實地調研中公司表示在雄安新區有望規劃約1億平方米規模的新增地熱供暖覆蓋, 根據我們圍繞雄安地熱產業展開的草根調研,以雄縣為代表的華北地區水熱型地熱資源開 發總投資單價(包含勘探、鉆井、供暖系統等)約為 400~700 元/平方米,我們預計雄安 新區地熱總投資有望達到 500 億元以上。
根據雄安新區地熱資源儲備豐富的特征,可大力發展地熱供暖,有助于河北大氣污染治理。 雄安新區所處的保定市一直是霧霾重災區。環保部數據顯示,保定空氣質量 14-15 年連續 位列全國 74 個重點城市的倒數第一。對于京津冀地區霧霾問題,我們認為最根本的解決 之道并非大氣污染治理,而是能源結構調整、發展清潔能源??紤]到雄安地區的雄縣擁有 我國東部平原最適宜開發的優良地熱田,開發地熱成為必選項。今年 4 月 5 日中石化就對 外宣布,在落實黨中央關于建設雄安新區的戰略部署上主動作為,加大開發新區地熱資源。