中國儲能網(wǎng)訊：作為可再生能源的一員，地?zé)崮苜Y源豐富。我國藏滇地?zé)釒в懈邷氐責(zé)豳Y源分布，可用于地?zé)嵴羝l(fā)電；中低溫地下熱水直接利用的能量居世界第一，其中的溫度較高者，可以先發(fā)電，再將排水作綜合利用。我國已開始干熱巖地?zé)豳Y源發(fā)電領(lǐng)域的研究。
濕蒸汽發(fā)電原理圖。
地?zé)崮芾?/strong>
地球是一個(gè)巨大的熱庫，地?zé)崮苁堑厍騼?nèi)部包含的熱能，也稱為地?zé)?。地?zé)崮馨ǖ貧ぐ鍓K碰撞以及放射性元素衰變所釋放的能量?？衫玫牡?zé)豳Y源集中在地?zé)岙惓^(qū)，構(gòu)成地?zé)崽铩?
對于地?zé)豳Y源來說，深度在0～200米的地?zé)豳Y源是淺層地?zé)崮?，主要用于供暖和制冷，最?0年來，北美、西歐國家的淺層地?zé)崮芾冒l(fā)展比較快，中國的發(fā)展后來居上；深度在200米～3000米的地?zé)豳Y源是常規(guī)地?zé)崮埽卜Q為水熱型地?zé)崮?；深度?000米～10000米的地?zé)豳Y源是干熱巖。
根據(jù)國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局2015年調(diào)查評價(jià)結(jié)果，全國336個(gè)地級以上城市淺層地?zé)崮苣昕砷_采資源量折合7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；全國水熱型地?zé)豳Y源量折合1.25萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年可開采資源量折合19億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；埋深在3000～10000米的干熱巖資源量折合856萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
地?zé)崮芾每煞譃榈責(zé)岚l(fā)電和直接利用。我國中低溫地?zé)豳Y源的直接熱利用一直居世界第一位。據(jù)2015年世界地?zé)岽髸慕y(tǒng)計(jì)，中國地?zé)嶂苯永玫脑O(shè)備容量占世界總設(shè)備容量的25.4%，地?zé)嶂苯永玫哪昀脽崮苷际澜缈偫脽崮艿?9.7%。
地?zé)岚l(fā)電
地?zé)崮苁亲钸B續(xù)、穩(wěn)定的可再生能源，地?zé)峋梢赃B續(xù)不斷地噴出（或泵出）熱流體。地?zé)岚l(fā)電不受天氣、晝夜、季節(jié)影響，能夠連續(xù)穩(wěn)定輸出電能。地?zé)岚l(fā)電只在檢修過程中暫停，平均一年可利用6000小時(shí)以上，最高已達(dá)8280小時(shí)。但是，地?zé)豳Y源分布受地質(zhì)條件制約，資源分布不均，地?zé)豳Y源勘查歷時(shí)較長，鉆井風(fēng)險(xiǎn)大，地?zé)岚l(fā)電初投資較高。
地?zé)岚l(fā)電利用率是光伏發(fā)電的5.2倍、風(fēng)力發(fā)電的3.5倍。
地?zé)豳Y源儲存在地下，長期開采會造成資源虧損和熱儲壓力降低。尤其是高溫地?zé)崽?，高壓蒸汽和熱水的大流量開采，遠(yuǎn)大于地下資源的天然補(bǔ)給量，其影響更為明顯。為了減緩熱儲壓力的降低速率和保護(hù)環(huán)境，在地?zé)豳Y源開采的同時(shí)應(yīng)實(shí)施地?zé)峄毓?，將?jīng)過利用后剩余的乏汽和尾水回灌到地下熱儲層中，這是保障地?zé)豳Y源可持續(xù)開發(fā)的必要措施。
地?zé)岚l(fā)電分為地?zé)岣烧羝l(fā)電、地?zé)釢裾羝l(fā)電、地?zé)犭p工質(zhì)發(fā)電、地?zé)崛靼l(fā)電、干熱巖發(fā)電。世界大功率地?zé)岚l(fā)電主要是地?zé)岣烧羝l(fā)電和地?zé)釢裾羝l(fā)電。地?zé)岣烧羝l(fā)電系統(tǒng)簡單，經(jīng)濟(jì)性高。干熱巖發(fā)電利用干熱巖地?zé)豳Y源，通過熱交換產(chǎn)生熱水和蒸汽，再驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
干熱巖是地?zé)崮苤凶罹唛_發(fā)潛力的一種可再生清潔能源，是21世紀(jì)人類的前瞻性能源，是繼光伏、風(fēng)電之后又一個(gè)全球追逐的新能源熱點(diǎn)。
目前，探索干熱巖發(fā)電的有8個(gè)國家，包括美國、英國、法國、德國、瑞士、日本、瑞典、澳大利亞。美國規(guī)劃到2050年，實(shí)現(xiàn)干熱巖發(fā)電裝機(jī)容量1億千瓦。中國、印度、韓國等也已開始干熱巖地?zé)豳Y源研究。
中國地?zé)岚l(fā)電
截至2015年，世界地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量為12635兆瓦；截至2018年為14600兆瓦。地?zé)岚l(fā)電裝機(jī)容量排名前5位的國家依次為：美國、印度尼西亞、菲律賓、土耳其、新西蘭。土耳其是近15年來增長最快的國家，2019年，土耳其地?zé)嵫b機(jī)容量將達(dá)到1595兆瓦，保持世界第4位。
20世紀(jì)70年代初，世界面臨第一次石油危機(jī)，各國普遍重視新能源的開發(fā)，中國開始開發(fā)地?zé)崮?。中國地?zé)岚l(fā)電從1970年開始起步。1970年廣東豐順建成第一座地?zé)嵩囼?yàn)電站，機(jī)組功率為0.03萬千瓦，隨后，在河北后郝窯、湖南灰湯等地建立了7個(gè)中低溫地?zé)岚l(fā)電站。這些中低溫地?zé)豳Y源發(fā)電系統(tǒng)、設(shè)備主要是對廢舊的小發(fā)電機(jī)組進(jìn)行改造，又自行設(shè)計(jì)了地?zé)峁苈废到y(tǒng)，僅供當(dāng)?shù)厥褂?，沒有連接地區(qū)電網(wǎng)。截至目前，廣東豐順地?zé)犭娬救栽谶\(yùn)行，其他電站陸續(xù)關(guān)停。
當(dāng)時(shí)，江西省宜春縣（現(xiàn)為市）溫塘使用67℃溫泉水發(fā)電（雙工質(zhì)發(fā)電），容量為50千瓦，是世界最低溫度地?zé)岚l(fā)電。1977年，西藏羊八井高溫地?zé)岚l(fā)電試驗(yàn)機(jī)組試驗(yàn)發(fā)電成功。
我國西藏和云南地?zé)釒в懈邷氐責(zé)豳Y源分布，可用于地?zé)嵴羝l(fā)電；中低溫地下熱水直接利用的能量居世界第一，其中的溫度較高者，可以先發(fā)電，再將排水進(jìn)行綜合利用。
截至目前，中國地?zé)岚l(fā)電站包括：西藏羊八井，容量為26.18兆瓦；廣東豐順，容量為0.3兆瓦；云南瑞麗，容量為1.2兆瓦；河北獻(xiàn)縣，容量為0.28兆瓦；四川康定，容量為0.2兆瓦；西藏羊易，容量為16兆瓦。在運(yùn)地?zé)犭娬竟?個(gè)，容量共44.16兆瓦。
羊八井地?zé)犭娬?/strong>
【延伸閱讀】
地?zé)豳Y源是西藏蘊(yùn)藏的瑰寶。羊八井地?zé)犭娬疚挥谥袊鞑刈灾螀^(qū)拉薩市西北90公里，海拔4300米，被譽(yù)為世界屋脊上的一顆明珠。電站使用羊八井地?zé)崽?25℃～160℃中高溫濕蒸汽，進(jìn)行地?zé)釢裾羝l(fā)電。目前，羊八井地?zé)犭娬狙b機(jī)容量為26.18兆瓦。
70年代中期，我國開始在西藏研究高溫地?zé)岬恼羝l(fā)電，開始在羊八井進(jìn)行地?zé)崽锟碧剑⑼竭M(jìn)行地?zé)犭娬镜脑O(shè)計(jì)和籌建。隨著第一批高溫地?zé)峋你@成，井口噴出兩相（蒸汽和熱水）地?zé)崃黧w，1977年，1兆瓦的羊八井高溫地?zé)岚l(fā)電試驗(yàn)機(jī)組試驗(yàn)發(fā)電成功。至1991年，羊八井地?zé)犭娬娟懤m(xù)完成8臺機(jī)組安裝。
1981年，在1兆瓦試驗(yàn)機(jī)組的基礎(chǔ)上，工作人員研制了3兆瓦地?zé)嵩囼?yàn)發(fā)電機(jī)組，將單級擴(kuò)容系統(tǒng)改為兩級擴(kuò)容系統(tǒng)，效率得到大幅提升，開創(chuàng)了低參數(shù)兩級擴(kuò)容系統(tǒng)的先例。此項(xiàng)技術(shù)于1987年榮獲國家科技進(jìn)步一等獎。
上世紀(jì)90年代初，羊八井地?zé)犭娬鞠募景l(fā)電量占到拉薩電網(wǎng)的50%，冬季達(dá)到60%，為拉薩市社會發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。截至目前，羊八井地?zé)犭娬纠塾?jì)發(fā)電33.77億千瓦時(shí)，減排二氧化碳約338萬噸。
【鏈接】
《新能源技術(shù)叢書 地?zé)崂眉夹g(shù)》一書，為國家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金資助項(xiàng)目。
本書內(nèi)容豐富。書中包含的專業(yè)技術(shù)涉及地?zé)豳Y源勘探、高溫地?zé)岚l(fā)電、中低溫地?zé)嶂苯永谩\層地?zé)崮芾煤透蔁釒r開發(fā)，此外，還介紹了世界上正在試驗(yàn)的前沿開發(fā)技術(shù)。
版面內(nèi)容來源于《地?zé)崮荛_發(fā)利用“十三五”規(guī)劃》、科技部《中國地?zé)崮芾眉夹g(shù)及應(yīng)用》《地?zé)崂眉夹g(shù)》《中國電力百科全書》（新能源發(fā)電卷）、《中外能源》、國網(wǎng)西藏電力有限公司等，王杏蕓、王建君對本文有貢獻(xiàn)。 特別感謝：鄭克棪
