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国家发改委等三部门印发的《地热能开发利用“十三五”规划》开宗明义,第一句话就明确“地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源”。而政策的引导将极大地推进地热能的发展,地热能也有可能成为中国“十三五”期间增长最迅速的可再生能源。
“十三五”将迎来地热能发展好时机。地热具有巨大的发电潜力,如果用一句话形容我国地热能的利用史,那就是“曾经很阔”。2017年,三部委联合印发了《地热能开发利用“十三五”规划》。这是地热领域首个国家层面的规划,被业内视为地热产业发展的里程碑,同时也标志地热将迎来高速发展的时期。
地热能是一种新的洁净能源,在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下,对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。其中距地表2000米内储藏的地热能为2500亿吨标准煤。全国地热可开采资源量为每年68亿立方米,所含地热量为973万亿千焦耳。在地热利用规模上,我国近些年来一直位居世界首位,并以每年近10%的速度稳步增长。
同时,集中供暖将有很大增长空间,而压减燃煤消费、大气污染防治等要求,为地热能提供了难得的发展机遇。据权威媒体报道消息称,针对长江经济带地区城镇居民供暖的迫切需求,加快推广以热泵技术应用为主的地热能利用,以重庆、上海、苏南地区城市群、武汉及周边城市群、贵阳、银川等地为重点,整体推进浅层地热能供暖(制冷)项目建设。另一方面,在环境约束较高的青藏高原及毗邻区,水热型地热能供暖将被纳入城镇基础设施建设中。
技术应用层面,据此前报道,迄今我国用户供暖末端以散热器、地板辐射采暖为主、所需热源温度与地热资源温度相当、资源侧与需求侧匹配良好,地热供暖运行成本很低,是地热资源比较理想的开发利用模式。与此同时,高温蒸汽发电行业因成本较低,技术发展已相对成熟。尤其是高温干蒸汽发电,已在多地区得到普及。
“十三五”时期,我国将新增地热能供暖(制冷)面积11亿平方米,其中:新增浅层地热能供暖(制冷)面积7亿平方米,新增水热型地热供暖面积4亿平方米。截至目前,我国地热能供暖行业已有一定发展,北京、天津、河北、陕西等地的地热直接集中供热利用已形成一定规模。公开资料显示,截至2020年,地热能年利用总量相当于替代化石能源7000万吨标准煤,相应减排二氧化碳1.7亿吨,节能减排效果显著。
可再生能源的发展一般能够得到政府优惠政策的支持,例如税收减免、政府补贴以及获得优先贷款的权力。在相关优惠政策的指引下,投资者们将更有兴趣对地热项目进行投资建设。
按照当前政策导向,优先开发浅层地热能资源已成为既定方针,这也决定了未来一段时期,通过地源热泵技术实现地热能供暖将成为行业主流。在此过程中,将探索建立地热能开发的特许经营权招标制度和PPP模式,并且将放开城镇供热市场准入限制,引导地热能开发企业进入城镇供热市场。随着相关扶持政策的逐渐明朗,行业景气度将不断提升,相关企业将充分享受政策带来的红利。
据相关人士分析,“十三五”期间如果有5%的供暖通过地热实现,蕴含的商机将超过百亿元。初步估算,“十三五”期间,浅层地热能供暖(制冷)可拉动投资约1400亿元,水热型地热能供暖可拉动投资约800亿元,地热发电可拉动投资约400亿元,合计约为2600亿元。此外,地热能开发利用还可带动地热资源勘查评价、钻井、热泵、换热等一系列关键技术和设备制造产业的发展。
在我国的地热资源开发中,经过多年的技术积累,地热发电效益显著提升。除地热发电外,直接利用地热水进行建筑供暖、发展温室农业和温泉旅游等利用途径也得到较快发展。全国已经基本形成以西藏羊八井为代表的地热发电、以天津和西安为代表的地热供暖、以东南沿海为代表的疗养与旅游和以华北平原为代表的种植和养殖的开发利用格局。
近年来,随着技术的不断成熟,地热能已经成为能源型、技术型资源。面对“十三五”16亿平方米的地热能供暖目标,丰富的资源储备将为地热能产业的发展提供充沛动力支撑,助力行业实现跨越式。
凭据地热资本的特点和采用技术方案的分歧,可把地热发电划分为很多的方式,但今朝泛起较多的有下面4种方式:
(1)直接蒸汽法。在干蒸汽田上从热井喷出的是温度和压力都比力高的蒸汽,将其过滤后,置接用管道输人电厂驱动汽轮发机电组旋转发电。
(2)汽水份离法。把从地热井喷出的蒸汽和热水夹杂物引进汽水份离装配将分手出的蒸汽送进汽轮机。
(3)减压扩容法。把喷出或用水泵抽出)的温度较高的热水导人扩容蒸发装备,由于压力下降,一部门水蒸发变为水蒸汽将蒸发出的水蒸汽送进汽轮机。
(4)低沸点工质法。以地下热水为放热物资经由过程热交换器把热量传给低沸点的工质,使其沸腾并发生蒸汽,然后用这类蒸汽驱动汽轮发机电组。
我国在地热发电方面,已建成着名世界的西躲羊八井电站现有装机容量到达25MW发电方式是将地热井出来的汽水夹杂物经汽水份离器分手出来的蒸汽送人汽轮机分手出来的热水经减压扩容发生的蒸汽也送人汽轮机。羊八井地热电站的出力稳定其发电量已占到拉萨电网的40%。
地热资本开发运用技能是一门多学科的归纳技能,触及资本勘查与评估、钻井成井技能、尾水回灌、梯级运用、高效运营、保温与换热、防腐防垢、热泵和发电等技能。
现在,国内多家科研机构和高校,展开了地热资本开发运用技能研制,联系国内地热能开发企业实践经验,开始建立了一套与中国地热资本特色相适应的技能体系,对往后国内地热资本勘查开发具有极高的辅导价值。
地热资本勘查技能。以电法、大地电磁法为主,在西藏、天津、北京、陕西、河北、河南、山东、四川、新疆等地地热资本勘查中得到了广泛运用。
地热资本评估技能。以热储体积法最为老练,国土资本部2009年组织展开《全国地热资本潜力评估》,该作用已于2014年11月发布,断定了地热开发有利目标靶区。
针对不一样深度、地层和岩性,合适不一样热储类型采纳不一样的井身构造优化规划、低密度流体钻井、热储层物性录井、测井及有用储层评估等地热井钻井成井技能技能体系。
地热回灌是完成地热资本可继续开发的有力办法,在世界各国已取得广泛运用,它关于地热资本的维护、削减资本糟蹋、延伸出产井寿数以及削减环境污染等方面均具有重要意义。
现在国内所选用的地热回灌办法有三类:
①同井分层回灌,即在同一眼地热井中存在两个含热水层的情况下进行的回灌,断定其间的一个含热水层为出产层,而另一个含热水层为回灌层;
②对井回灌,即打两眼地热井,断定其间的一眼为出产井,另一眼为回灌井,出产层与同灌层可同层,也可不一样层。同层回灌的挖掘井与回灌井有必要坚持合理间隔;
③群井出产性回灌,挑选有利场所进行地热尾水的多井会集回灌。回灌量与全热田的挖掘量应坚持科学的份额。
④地热资本梯级运用技能
依据“品位对口,梯级运用”的用能思维,完成地热发电、修建供热制冷、工农业出产和温泉沐浴的梯级运用,大幅度进步地热能的转化与运用功率。
详细施行办法如下:
(1)挖掘出来的地热水,通过换热器,获取热能供管网体系供热,即为榜首梯次;
(2)第二梯次是将通过一级换热的地热水进行再次换热,获取能量供地板辐射采暖体系供热;
(3)由第二梯次体系排出的地热水,进入热泵机组进行温度的进步后供小区采暖,或者热泵机组将温度进步后,将热送回第二梯次热网中,供热负荷并入第二梯次热网中,即为第三梯次;
(4)热泵机组排出的地热水由另一眼地热井回灌到地下,至此完成了一个循环进程。
地热资本梯级运用
⑤地热、余热发电技能
地热、余热发电技能有四种类型:干蒸汽发电法、扩容(闪蒸)发电法、双工质循环发电法和全流循环式发电法。
干蒸汽发电法,是世界上最早的地热能发电技能,单机装机规划大,发电本钱低,对地热资本类型请求高,适用于地热温度在150℃以上的高温干蒸汽资本。
干蒸汽发电法
扩容闪蒸发电法,适用于地热温度90℃-150℃,设备技能简略,技能老练,全球运用最广泛,但全体热功率和经济效益不高。因为中国地热资本以中低温为主,首要选用扩容闪蒸蒸汽发电技能。
扩容闪蒸发电法
双工质循环发电法,较适用于地热资本的低温段,以低沸点有机物为工质,在活动体系中获取热能发生有机质蒸汽,股动发电机发电。现在首要有机朗肯循环和卡琳娜动力循环两种双工质发电法。
双工质循环发电法
全流循环式发电法,汽水混合的地热流体直接通过特殊规划的胀大机一边胀大一边做功,现在国内羊易地热田装有两套机组。依据不一样的热源条件,螺杆胀大机也可用于闪蒸发电法和双工质循环发电法。
全流循环式发电法
⑥复合动力运用体系集成技能
通过地热能、太阳能、生物质能等可再生动力及工业余热和惯例动力的复合动力运用,联系动力动态调理技能进行体系集成,进步动力开发运用功率。
⑦智能办理、高效运营信息化体系技能
通过长途监控平台,实时监测、评估体系各环节能耗,采纳气候抵偿、热平衡调理、自动控制等技能优化体系运营,进步热功率,下降运转本钱,进步体系运转稳定性、安全性。
⑧蓄能技能
运用蓄能设备在用能体系不需要能量或用能量小的时刻内将能量储存起来,在体系需要量大的时刻将这部分能量释放出来。联系电力体系的分时电价方针及用能需要,能够选用冰蓄冷、水蓄热技能,下降运转本钱。
冰蓄冷体系
电蓄热体系
⑨高效换热技能
换热器在中央空调及工业、民用供热领域运用十分广泛,通过对换热器板型、流道、板距离等进行技能优化,进步传热功率,下降运转本钱。
多种类型换热器
⑩地热运用防腐防垢技能
地热水矿化度通常比较高,水质具有较强的结垢性和腐蚀性,严重影响管道和设备的运用寿数和正常运转。
国内涵水体系设备腐蚀和结垢技能方面做了很多工作,形成了高分子防腐涂层等系列核心技能,取得了很好的运用作用。
归纳水处理设备
⑪尾水处理及矿藏获取技能
地热尾水中通常富含一些微量元素,部分区域地热尾水中富含氟化物、硫化物、重金属离子等有害物质,如不通过处理直接排放,会对周围的地表水、地下水、土壤和农作物等形成损害。通过尾水净化处理及矿藏质获取技能,一方面能够使地热尾水到达运用或排放规范,防止对本地生态环境形成污染;另一方面,能够获取尾水中的矿藏质供医疗或化工运用。地热尾水处理及矿藏获取技能,现变成在难以经济回灌区域,完成地热资本有用开发运用的技能路径之一。
近年来国家的自然资源利用现状变得越来越好,远的不说,就拿太阳能源来讲,每年太阳能发电产生的电能占国家发电比例的不少,没有污染不说,太阳能源也是很容易得到的能源,成本花费小,回报大,这样的自然资源当然受欢迎,类似的自然资源还有地热能,地热能我们之前了解的应该不多,今天我们就从它的各个方面来分析它的优点及缺点。
地热能发电
地热能优点—定义
狭义的地热能指地球内部蕴藏的能量 ,来源于太阳;广义的地热能指:是来自地球深处的可再生热能 ,它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。英文名称是geothermal energy。
地热能优点—分类
地热资源按温度分为高温地热,温度高于150℃; 中温地热,温度在 90 ~ 150 ℃;低温地热 ,温度低于 90℃。从总量上看,我国主要以中低温地热资源为主,而且地热资源按储存形式分为蒸汽型热水型、地压型、熔岩型、干热岩型。
地热能优点—特点
优点:可再生;分布广泛;蕴藏量丰富;单位成本低;建造地热厂时间短且容易
缺点:资金投资大;受地域限制;热效率低,有30%的地热能用来推动涡轮发电机 ;所流出的热水含有很高的矿物质;一些有毒气体会随着热气,而喷入空气中,造成空气污染。
地热能优点—利用现状
在2 0 ~ 5 0 ℃的环境下,可以进行沐浴、水产养殖、饲养牲畜、土壤加温、脱水加工。
在5 0~100 ℃的温度条件下,可以进行温室供暖、家用热水、工业干燥
在100~150 ℃的温度条件下,可以进行供暖、制冷、双循环发电、制造罐头食品、脱水加工、回收盐类。
在100~200 ℃的温度条件下,可以进行双循环发电、制冷、工业干燥、 工业热加工。
在200~400 ℃的温度条件下,可以直接发电。
地热能优点—综合利用
地热能直接用于采暖、供热和供热水、温泉养生是仅次地热发电的地热利用方式。
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源的即可供热又可制冷的高效节能空调系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源,实现低温位热能向高温位转移。
中国地大物博,自然资源虽然多,但毕竟是资源,生态环境一环扣着一环,若是因为人类的因素,破坏了自然环境中的一环,生态链无法再继续维持下去,不仅危害到自然环境,而且对人类自身来说,也是非常大的伤害。
根据山东省地热产业联盟官方微信公众号信息显示,由新能源海外发展联盟与山东省地热产业联盟联合主办,英利集团协办,中国城市发展研究会新能源发展委员会与山东地矿新能源有限公司支持的“2017中国(雄安)国际新能源资产证券化暨地热能助力绿色雄安建设研讨会”拟定于9月26日在保定举办。地热板块有望迎来市场风口。
地热能是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。地热能是由地壳抽取的天然热能,能量来源主要是地球内部长寿命放射性同位素热核反应产生的热能。作为一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源,地热能具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点。据中国能源报估计,地热等非化石能源利用占比每提高 1 个百分点,相当于替代标准煤 3750 万吨、减排二氧化碳 9400 万吨、二氧化硫 90 万吨、氮氧化物 26 万吨。因此,开发地热能对调整我国能源结构、节能减排、治理雾霾具有重要意义,是促进生态文明建设的重要举措。
2016 年 11 月,中国石化集团公司总经理戴厚良表示中石化规划在“十三五”期间再造 20 座“无烟城”,实现新 增供暖面积和制冷面积 1.2 亿平方米。雄安新区建立后,伴随我国千年大计的实施华北地 区原有城市格局将发生较大的变化,雄安新区住房面积或将出现迅速增长。在对中石化新 星公司的实地调研中公司表示在雄安新区有望规划约1亿平方米规模的新增地热供暖覆盖, 根据我们围绕雄安地热产业展开的草根调研,以雄县为代表的华北地区水热型地热资源开 发总投资单价(包含勘探、钻井、供暖系统等)约为 400~700 元/平方米,我们预计雄安 新区地热总投资有望达到 500 亿元以上。
根据雄安新区地热资源储备丰富的特征,可大力发展地热供暖,有助于河北大气污染治理。 雄安新区所处的保定市一直是雾霾重灾区。环保部数据显示,保定空气质量 14-15 年连续 位列全国 74 个重点城市的倒数第一。对于京津冀地区雾霾问题,我们认为最根本的解决 之道并非大气污染治理,而是能源结构调整、发展清洁能源。考虑到雄安地区的雄县拥有 我国东部平原最适宜开发的优良地热田,开发地热成为必选项。今年 4 月 5 日中石化就对 外宣布,在落实党中央关于建设雄安新区的战略部署上主动作为,加大开发新区地热资源。