地热第4课-干热岩概要
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干热岩型地热能干热岩型地热能是一种新兴的可再生能源,它是利用地球内部的高温岩石来产生电力的一种技术。
这种技术的原理是将水注入到深处的高温岩石中,水在高温下变成蒸汽,然后通过管道输送到地面上的涡轮机中,驱动涡轮机发电。
干热岩型地热能具有无污染、可持续、稳定可靠等优点,是未来能源发展的重要方向之一。
干热岩型地热能的开发需要具备一定的条件。
首先,需要有高温的岩石层,一般需要达到200℃以上的温度才能够进行开发。
其次,需要有足够的水资源,因为水是产生蒸汽的重要原料。
最后,需要有适合的地质条件,如岩石的透气性、裂隙度等。
干热岩型地热能的开发过程中,需要进行多项技术研究和开发。
首先,需要进行地质勘探,确定岩石层的温度、水资源等情况。
其次,需要进行钻探,将水注入到岩石层中,产生蒸汽。
然后,需要建设输送管道和发电设备,将蒸汽输送到地面上的涡轮机中,产生电力。
最后,需要进行环境保护和安全管理,确保开发过程中不会对环境造成污染,同时保障工作人员的安全。
干热岩型地热能的开发具有重要的意义。
首先,它是一种可再生能源,可以替代传统的化石能源,减少对环境的污染。
其次,它具有稳定可靠的特点,可以满足城市和工业的用电需求。
最后,它可以促进当地经济的发展,提高当地居民的生活水平。
然而,干热岩型地热能的开发也存在一些挑战和问题。
首先,开发成本较高,需要进行大量的技术研究和设备建设。
其次,开发过程中需要考虑环境保护和安全管理,避免对环境和人员造成损害。
最后,干热岩型地热能的开发需要有政策和法律的支持,以保障其可持续发展。
总之,干热岩型地热能是一种具有广阔前景的可再生能源,它可以替代传统的化石能源,减少对环境的污染,同时满足城市和工业的用电需求。
虽然开发过程中存在一些挑战和问题,但只要有政策和法律的支持,加强技术研究和设备建设,就可以实现其可持续发展,为人类的未来提供更多的清洁能源。
干热岩1. 什么是干热岩干热岩是一种地热资源,指的是地下深部岩石中的高温岩体。
这些岩体通常位于地下几千米深处,温度可以达到200℃以上。
相比之下,传统地热资源主要来自于热液和蒸汽,而干热岩则不需要地下水的存在。
干热岩能量来源于地球内部的辐射热,属于一种无限可再生的资源。
2. 干热岩资源利用2.1 干热岩发电利用干热岩发电是目前对干热岩资源利用最主要的方式。
通过在地下钻探井中注水,注入高压高温的水使其与岩石发生热交换,形成蒸汽,然后利用蒸汽驱动涡轮发电机发电。
相比传统地热发电,干热岩发电具有更高的温度和压力条件,可以获得更高的发电效率。
2.2 干热岩热能利用除了发电,干热岩还可以直接利用其热能进行供暖、加热和工业过程。
通过在地表进行钻探,将高温岩体的热能输送到地表,再经过换热器进行热交换,将热能转移到需要加热的介质上,实现供热和加热的目的。
干热岩热能利用可以广泛应用于居民区、工业区和温室等场所,提供清洁、可持续的热能。
2.3 干热岩矿物资源利用干热岩中含有丰富的矿物资源,可以进行开采和利用。
例如,干热岩中的伴生物质,如铀、钍、稀土元素等,都具有重要的经济价值。
此外,干热岩中的岩盐、花岗岩等也可以用于建材、化工等领域。
3. 干热岩资源开发与环境影响干热岩资源开发对环境有一定的影响。
首先,干热岩资源的开采需要进行地下钻探和水力压裂等工作,可能会引起地震活动。
其次,注入的水和地下岩石的接触可能会导致岩石中的矿物质释放,对地下水质产生影响。
此外,干热岩资源开发需要大量的用水,可能会对水资源造成一定的压力。
为了减少环境影响,干热岩资源开发需要采取合适的技术和措施。
例如,使用先进的地震监测设备进行地震监测,控制地震活动的范围和强度。
此外,注水前需要对地下岩石进行充分的矿物学研究,了解矿物质释放的情况,并采取防护措施。
同时,可以推广水资源的节约利用和回收利用,减少对水资源的压力。
4. 干热岩资源的前景干热岩资源作为一种清洁、可持续的能源资源,具有广阔的发展前景。
干热岩——沉睡的宝贝地热能在线干热岩是新兴能源,温度一般大于200℃,深埋数千米,内部不存在流体,获仅有少量流体的高温岩体,是一般温度大于200℃,埋深数千米,内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。
中国首次大规模发现干热岩资源位于青海省共和盆地。
温度高达153℃,它们埋藏浅、温度高、分布广、填补了我国干热岩地热资源的空白。
干热岩就在我们脚下我们赖以生存的地球蕴含着巨大的能量,地心温度高达6000℃。
地球通过火山、地震、地热等方式源源不断地释放着内部能量。
我们所熟悉的温泉正是地球比较温和地释放能量的方式,属于地热资源的一种。
干热岩是深埋地下、没有或极少量含有水或蒸汽的热岩体,属于另一种地热资源。
从理论上来讲,从地球表面向内部延伸,温度会逐渐增加。
任何区域达到一定深度,内部高温都足以开发干热岩。
可以说,干热岩是无处不在的自然资源,是可再生能源的主力军。
干热岩资源量巨大然而,地球内部的地热能并非我们都能开采。
由于当前技术条件有限,干热岩型地热资源专指埋深较浅(3千米~10千米)、温度较高(>150℃)、具有经济开发价值的热岩体。
据保守估计,地壳浅部干热岩(3千米~10千米)所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭能量的30倍。
有关数据显示,中国大陆(3千米~10千米)干热岩地热资源总量为2.5×1025J,相当于860万亿吨标准煤,按2%的可开采资源量计算,相当于我国2016年能源消耗总量的3927倍。
同时,地热发电生命周期内二氧化碳的排放量比太阳能发电还要低,是燃煤发电二氧化碳排放量的1/60,天然气发电二氧化碳排放量的1/30。
所以,开发这种巨大的清洁型能源,不仅可以改变当前社会能源结构,还可以遏制污染排放,还一片碧海云天。
我国干热岩分布我国地热资源丰富。
经科学测算,有国内专家认为,中国大陆3-10公里深处干热岩资源总计为2.09×107EJ,合7.149×1014吨标准煤,高于美国本土(不含黄石公园)干热岩地热资源量(1.4×107EJ)。
技术实现通过钻机向地下一定深度高温干热岩层钻孔,在钻孔中安装一种密闭的金属换热器,借助换热器传导,将地下深处的热能导出,并通过专用设备系统向地面建筑物供热.特点普遍适用.钻孔位置的选定比较灵活,一般不受场地条件制约,每个建筑物下都有地热能,开发地热能在地面上具有普遍性.绿色环保.无废气、废液、废渣等任何排放,能量来自地热,治污减霾成效显着.如果进行规模化推广,在一个采暖季4个月,以100万平米建筑为例,与燃煤锅炉相比,采用干热岩供热技术:保护水资源.系统与地下水隔离,仅通过换热器管壁与高温岩层换热,不抽取地下热水,也不使用地下水.安全可靠.孔径小200毫米,深度在2000米以下,对建筑地基无任何影响,地下无运动部件;利用地下高温热源供热,系统稳定.系统寿命长.地下换热器采用J55特种钢材制造,耐腐蚀、耐高温、耐高压,寿命与建筑寿命相当.高效节能.专用的吸热导热装置与新材料的使用提高了地下吸热导热效率;一个换热孔可以解决万平米建筑的供暖.投资与运行经济.向地下中、深层取热,增加单孔取热量,扩大供热面积,可减少钻孔数,降低开发成本.目前按照一个取热深孔可解决1万~万平方米建筑的供热计算,其运行成本不超过燃煤集中供热的50%.同时地面供暖设备占用空间小,运行灵活,控制简单,维护费用低,使用寿命长,还可一机多用,制冷、供热、供热水.以长安信息大厦住宅、商场供热项目为例:项目基本信息:总建筑面积38000平米,其中住宅25000平米,商业13000平米.1钻孔数: 3个,钻孔深: 2000m.2技术特点:在钻孔中放入超长密闭金属换热器,将地下热能导出.3功能:冬季供热.本计算采用实用供热空调设计手册第二版第18章中提出的当量满负荷运行时间法,计算只对比冬季供暖时系统的总能耗.总建筑面积38000平方米,能耗计算针对其25000平方米住宅.冬季供暖采用干热岩供热技术,干热岩机组累计运行时间TB=16×30×4=1920h/a.1根据实用供热空调设计手册第二版上册第1432页表,可知住宅当量满负荷运行时间 .因此负荷率为:2计算设备耗电量:据上表可知,一个采暖季,干热岩供热系统总耗电量为24612kW·h,则运行费用按照西安市商业用电平谷电价元/kW·h计,每个采暖季干热岩系统运行费用为209280元,折合元·平方米/月.若采用居民用电价元/kW·h计,每个采暖季干热岩系统运行费用为12306元,折合元·平方米/月.。
干热岩若干基础知识胡经国1、地热地热是来自地球内部核裂变产生的一种能量资源。
地球上火山喷发出的熔岩温度高达1200~1300℃。
天然温泉的温度大多在60℃以上,有的甚至高达100 ~140℃。
这说明,地球是一个庞大的热库,蕴藏着巨大的热能。
这种热量渗出地表,于是就形成了地热。
地热能是一种清洁、可再生能源,其开发前景十分广阔。
2、地热能地热能(Geothermal Energy)是从地球内部抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是导致火山爆发和地震的能量。
地球内部的温度高达7000℃,而在80~100公英里的深度处,温度会降至650~1200℃。
透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1~5公里的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。
高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。
运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。
3、熔岩熔岩(Lava)是指已经熔化的岩石。
它以高温液体呈现,常见于火山口或地壳裂缝,一般温度为700~1200℃。
虽然熔岩的黏度是水的10万倍,但是它还是能流动到数公里以外,冷却成为火山岩。
熔岩是指从地下深处喷出地表的岩浆,也用来表示熔岩冷却后形成的岩石。
熔岩在熔融状态下的流动性,随二氧化硅的增加而减弱。
基性熔岩粘度小,易于流动;而酸性熔岩则不易流动。
由于熔岩化学成分的不同,或火山环境的差异,因而熔岩有多种表现形式。
4、岩浆岩浆(Magma)是指形成于地壳和上地幔深处、富含挥发成分、主要成分为硅酸盐的高温粘稠熔融物质。
岩浆是地下深处熔融或部分熔融的岩石。
喷出地表的岩浆称为熔岩(Lava)。
由喷出地表的岩浆冷凝而成的岩石称为喷出岩(Extrusive Rocks);由侵入地壳中的的岩浆冷凝而成的岩石称为侵入岩(Intrusive Rocks)。
火山喷发时不但有蒸汽、石块、晶屑(矿物结晶碎屑)和熔岩团块从火山口喷出,而且还有炽热粘稠的熔融物质自火山口喷出或溢出。
岩石也能发电吗:干热岩寻找新能源说起能源问题,中国自1993年起就从能源净出口国变成了净进口国。
也就是说,我们的本地能源产出已经供不应求,从此走上了从别的国家购买能源的不归路。
为了解决能源短缺的问题,我们也做了许多努力。
因地制宜,我们在地势平坦的地区建起了核电站;在沿海城市推进了潮汐发电;在偏远的山区修了风力发电机,安装了一片片的太阳能电池板...这些新型能源我们似乎都耳熟能详,但实际上,在大地的深处还隐藏着一股巨大的能源,它存在于那些不起眼的岩石之中,这种利用岩石发电的技术被称作干热岩发电。
大概是目睹了火山喷发的力量之后,人类就一直在寻找开发这种古老而巨大的能量的方法。
寻寻觅觅,我们终于找到了一种利用干热岩体发电的手段。
它在1970年被美国人莫顿和史密斯提出,但是,它的提出并没有引起多少人的注意,甚至是到了科学技术迅猛发展的2018年,它的潜在价值也没有被很好的发掘。
地表之下蕴藏着大量的热能什么是干热岩?干热岩(hot dry noodle rock)是靠热来发电的。
目前对于干热岩的正统定义是——增强型地热系统(EGS)。
广义上我们可以理解成一种地热资源,是一般大于200摄氏度、深埋数千米、内部不存在流体或存在少量地下流体的高温岩体。
为了获得地下的干热岩资源我们需要几个步骤:1. 首先从地表往干热岩层中打一眼井(注入井)。
2. 封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水,以产生非常高的水压力。
3. 高压最终在岩层处产生一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。
4. 在注入井的合理位置上再钻几口竖井,贯通人工热储构造,它们是用来回收高温水、汽的生产井。
5. 提取出的高温蒸汽可以用于地热发电和综合利用,使用后的温水又通过注入井回到干热岩中,从而达到循环利用的目的。
干热岩的开发利用在注入高压水的时候,如果岩体致密没有裂隙,高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝;而如果岩体中本来就有少量天然节理,这些高压水就会使之扩充成更大的裂缝。
基本信息中文名:干热岩英文名:HDR别称:增强型地热系统类别:新兴地热能源开发方式开发干热岩资源的原理是从地表往干热岩中打一眼井(注入井),封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水, 产生了非常高的压力。
在岩体致密无裂隙的情况下, 高压水会使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝。
若岩体中本来就有少量天然节理, 这些高压水使之扩充成更大的裂缝。
当然, 这些裂缝的方向要受地应力系统的影响。
随着低温水的不断注入, 裂缝不断增加、扩大, 并相互连通, 最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造。
在距注入井合理的位置处钻几口井并贯通人工热储构造, 这些井用来回收高温水、汽, 称之为生产井。
注入的水沿着裂隙运动并与周边的岩石发生热交换, 产生了温度高达200-300℃的高温高压水或水汽混合物。
从贯通人工热储构造的生产井中提取高温蒸汽, 用于地热发电和综合利用。
利用之后的温水又通过注入井回灌到干热岩中, 从而达到循环利用的目的。
开发进程共和盆地位于青藏高原腹地,这次钻获的干热岩资源具有埋藏浅、温度高、分布范围广的特点,填补了我国一直没有勘查发现干热岩资源的空白。
据青海省水文地质工程地质环境地质调查院专家介绍,在共和盆地钻获的干热岩致密不透水,1600米以下无地下水分布迹象,符合干热岩的特征条件。
该岩体在共和盆地底部广泛分布,钻孔控制干热岩面积达150平方公里以上,干热岩资源潜力巨大。
有关专家称,青藏高原在隆升过程中形成了一系列地热资源,从干热岩地热资源区域分布看,青藏高原南部约占我国大陆地区干热岩总资源量的1/5,资源量巨大。
"干热岩发电技术可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响,且不受季节、气候制约,"青海省水文地质工程地质勘查院院长严维德说,"利用干热岩发电的成本仅为风力发电的一半,只有太阳能发电的十分之一。
"我国资源青海地勘人员在共和盆地成功钻获温度高达153从干热岩地热资源区域分布上看,青藏高原南部占中国大陆地区干热岩总资源量的20.5%,温度亦最高;其次是华北(含鄂尔多斯盆地东南缘的汾渭地堑)和东南沿海中生代岩浆活动区(浙江—福建—广东),分别占总资源量的8.6%和8.2%;东北(松辽盆地)占5.2%;云南西部干热岩温度较高,但面积有限,占总资源量的3.8%基于现有地热测量数据,中国大陆地区3—10Km深度段干热岩地热资源总量(基数)为2.09×107EJ,低于中国地质调查局报道的资源基数(2.52×107EJ),相当于71.5×105亿t标准煤;即便按2%的可开采资源量计算,亦达4.2×105EJ,相当于14.3×103亿t标准煤,是中国大陆2010年能源消耗总量的4400倍。