地熱發電是新能源發電嗎？工作原理是什么？技術有哪幾種？

2022-07-08 11:10:08 作者：AG 3028

全球經濟轉型對清潔發電的要求逐漸提升，而我國為了達到“雙碳”目標，也正在大力探索各類清潔發電模式，其中就包括地熱發電模式;那么地熱發電到底是什么?是新能源發電的一中嗎?工作原理如何?具體有哪些技術?下面的文章將對地熱發電進行簡單介紹。

地熱發電的定義和原理

地熱發電是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發電技術。它是根據能量轉換的原理，把地熱能轉換為機械能，然后把機械能轉換為電能，基本原理與火力發電類似。從能源類型來說，地熱能源發電屬于新能源發電的一種。

中國許多區域都蘊藏著大量的地熱資源。其中溫度在 80℃以上約有 136處，60～80℃約有 398 處，40～60℃約有 807 處，另外還有溫度在 25～40℃約有 859 處，25℃以上范圍內的溫泉有 2200 多處。到目前為止已經發現地熱資源區域約3200 處。

地熱發電的技術種類

地熱發電技術類型主要有蒸汽型地熱發電和熱水型地熱發電兩種，其中熱水型地熱發電又可以分為閃發蒸汽發電/擴容式蒸汽發電和雙循環地熱發電/雙工質地熱發電。

(1)蒸汽型地熱發電：蒸汽型發電是將150° C以上的地熱蒸汽用于直接推動渦輪發電機發電的一種發電方式，使用后的蒸汽再排放到冷凝器中，冷凝成液體后通過管道送回深井，實現回收利用。

(2)閃發蒸汽發電/擴容式蒸汽發電：閃發蒸汽電站相對干蒸汽發電會增加一個分離器設備，180°C以上的地層流體在自身壓力下流經分離器時，會被分離成蒸汽和液體，蒸汽用于渦輪發電機發電。閃發蒸汽式地熱發電適用于地層中流體為水汽混合物的情況，也叫做擴容式蒸汽發電。

(3)雙循環地熱發電/雙工質地熱發電：雙循環地熱發電并非直接使用地層中的流體來推動發電機，而是利用低沸點的工質來推動渦輪機發電，這種發電方式有增長的趨勢。雙循環地熱發電過程中，地層的高溫流體在經過熱交換器時將低沸點液態工質加熱并蒸發成高壓氣體，高壓氣體再推動渦輪發電機發電。

地熱發電的技術種類

地熱發電影響因素

(1)地熱溫度：地熱的溫度越高，越容易實現發電，且如果單位流量地熱流體的發電量更多，那么發電效率也更高，收益同樣更好。

(2)地熱流量：地熱流體的流量越多與地熱電站的規模越大，越有利于降低系統單位的投資成本，從而提升經濟效益。

(3)載體類型：地熱流體的載體類型包括干蒸汽、汽液混合物和熱水，這些載體對發電技術的選取影響明顯。載體類型不同，其釋熱特性、換熱性能和單位流量的發電量等均會因此迥異，導致地熱電站的最佳設計與熱經濟性能產生明顯差別。

(4)水質條件：地熱流體一般富含硅酸鹽鈣、硫酸鈣、碳酸鈣和溶解氧等物質，存在結垢和腐蝕的可能性。若地熱流體的礦化度較高，某些固體物質超過其飽和度時就會發生結垢，導致換熱器和汽輪機的性能急劇惡化，甚至是威脅地熱電站的安全運行。為避免結垢，地熱流體的回注溫度一般要不低于 70 ℃，這意味著單位流量地熱水的發電量會顯著減少，發電效率降低而發電成本升高。

(5)氣候環境：環境氣溫影響發電系統的冷源溫度，環境氣溫越低，冷熱源的溫差越大，發電效率會越高。水資源豐沛程度不僅直接決定了是否適合進行地熱開采，還決定了地熱電站的冷卻方式選取。

(6)地質條件：地質條件涵蓋地熱田的地形、地貌、埋藏深度、地質結構復雜程度、孔隙率和儲水量等要素，對地熱井的勘測、施工、運行維護和地熱水回注有顯著影響。埋藏淺、水量大、地質穩定、成井率高、回注容易的地熱田更受關注。

(7)政策因素：地熱發電穩定可靠，有利于大規模并網和獲得政策支持。提高地熱發電的上網電價，加大投資補貼力度，是政府層面促進地熱發電發展的重要手段。

延伸閱讀

全球地熱能分布介紹

(1)環太平洋地熱帶：環太平洋地熱帶是世界上最大的太平洋板塊與美洲、歐亞、印度板塊的碰撞邊界，東邊是美國西海岸，南邊是新西蘭，西邊有印尼、菲律賓、日本還有中國臺灣。世界許多著名的地熱田，如美國的蓋塞爾斯、長谷、羅斯福，墨西哥的塞羅、普列托，新西蘭的懷臘開，中國臺灣的馬槽，日本的松川、大岳等均在這一帶。

(2)地中海-喜馬拉雅地熱帶：歐亞板塊與非洲板塊和印度板塊的碰撞邊界。世界第一座地熱發電站所在地意大利的拉德瑞羅地熱田就位于這個地熱帶中。中國的西藏羊八井及云南騰沖地熱田也在這個地熱帶中。

(3)大西洋中脊地熱帶：西洋板塊開裂部位。冰島的克拉弗拉、納馬菲亞爾和亞速爾群島等一些地熱田就位于這個地熱帶。

(4)紅海-亞丁灣-東非裂谷地熱帶：它包括吉布提、埃塞俄比亞、肯尼亞等國的地熱田。

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