地熱能的實際應用與發(fā)展趨勢

摘 要：當今我國乃至于國際社會均面臨著能源匱乏的難關，而地熱能的開發(fā)與利用，則能夠有效解決資源匱乏的問題，同時減少資源利用對環(huán)境的有害影響。其作為替代能源，無論是用于供電、供熱或是其他方面，都有利于擺脫能源短缺的困境。因此我國自七十年代便開始了針對地熱能的應用研究，并且將地熱能納入了新能源與可再生能源的發(fā)展綱要。由此可見，地熱能將成為未來社會能源開發(fā)的重點，因此本文將針對性探討地熱能的實際應用發(fā)展，望供參考。

關鍵詞：地熱能;能源應用;能源短缺;

地熱能是我國能源領域當前研究的重點所在，隨著社會的發(fā)展，能源的應用愈發(fā)廣泛，重要性也愈發(fā)得到體現(xiàn)。但是煤炭等能源作為不可再生能源，隨著人類的不斷取用，最終必然會呈現(xiàn)出匱乏、短缺的趨勢。加之社會發(fā)展初期，為了趕超發(fā)達國家的工業(yè)發(fā)展進度，我國的能源消耗嚴重，能源匱乏的問題也愈發(fā)嚴重，進而使得人類社會的可持續(xù)發(fā)展面臨危機，而尋找替代能源則是維持社會可持續(xù)發(fā)展的必要途徑。地熱能作為清潔能源、可再生能源，必將成為重點開發(fā)的對象。

一、地熱能的概念與產業(yè)化情況總結

（一）地熱能簡介

所謂地熱能，是從地殼當中提取出的天然熱能，其是地核的熔巖所散發(fā)出的熱力，大眾所熟知的地震以及火山爆發(fā)等，便是地熱能爆發(fā)出的能量所引發(fā)的現(xiàn)象。地球內部溫度高達七千攝氏度，即便是在相對更加接近地表的部分，例如距離地表八十到一百公里左右的區(qū)域，溫度也能夠達到650至1200攝氏度。巖漿的翻涌，與地下水的流動，會使地熱被傳送到更加接近地表的位置，直到距離地面一到五公里的位置。而直接對這種熱能進行提取，則是最直接的能源應用方式之一。

二、地熱能的應用領域與產業(yè)化現(xiàn)狀總結

（一）地熱能的應用領域

地熱能的主要應用領域主要包含以下幾個方面。其一是地熱供暖，也是地熱應用最基本的領域之一。即是直接利用地熱能去滿足建筑的供暖需求。這一熱能利用方式是十分直接簡便的，特別是對處于寒冷地帶的國家來說，地熱供暖更是必要的供暖手段。作為處于高寒地區(qū)的國家，冰島早在1928年便已經建立了世界上首個地熱供熱系統(tǒng)，是當前對于地熱能開發(fā)與利用最為先進的國家。如今冰島雷克雅未克的地熱供熱系統(tǒng)每小時能夠從地下抽取七千七百四十噸高達八十攝氏度的熱水，這些熱水足夠十一萬居民日常生活使用，可見供熱系統(tǒng)已發(fā)展得非常完善。也正是因地熱能是清潔能源，因此雷克雅未克當前被稱為“世界上最清潔無煙的城市”。其二是地熱發(fā)電，這也是最主要的地熱能利用手段，是高溫地熱流體應用的首選方向。地熱發(fā)電與火力發(fā)電同樣是對能源的轉換，是將蒸汽熱能轉化成機械能的技術手段。但是地熱發(fā)電并不需要大體積的鍋爐設備，同時也不需要燃料，是對地熱能更加直接的應用。但是需要利用“載熱體”將能源傳送至地表，當前的熱載體普遍為天然的熱水與蒸汽。其三是地熱醫(yī)療養(yǎng)生，這一行業(yè)當前有著十分理想的發(fā)展前景，熱礦水本身含有諸多礦物質，不但可以在經過加工后成為補充微量元素的飲用水，同時也可以開發(fā)為療養(yǎng)身心的溫泉。其四是地熱務農，我國作為農業(yè)生產大國，農業(yè)領域的能源應用自然是重要課題，而地熱能在農業(yè)中的實際應用同樣是有著重要作用的。例如可以利用地熱能維持溫室溫度，或是給沼氣池加溫等等。當前我國天津、北京、云南等多個地區(qū)都有將地熱能用于地熱溫室的例子[1]。

（二）產業(yè)化現(xiàn)狀總結

結合當前全國的地熱相關技術開發(fā)、利用規(guī)模等諸多信息，總結產業(yè)化現(xiàn)狀如下。其一是地熱相關的標準與法規(guī)建設，當前依然有待進一步優(yōu)化。特別是地面與地下的熱能工程施工，相關的技術規(guī)程即標準依然缺乏完善性。相關企業(yè)亦缺乏專業(yè)性。一言蔽之，當前的行業(yè)與企業(yè)標準均需優(yōu)化。其二是地熱供熱產業(yè)，天津地區(qū)已經建立了地熱供熱面積達到八十萬至一百萬平方米的小區(qū)，全國范圍內當前已實現(xiàn)八百萬平方米的覆蓋。雖然覆蓋面積正在不斷拓展，但是整體較比國際整體水平依然相對落后，當前正在逐漸轉向集約產業(yè)形式。其三是我國地熱發(fā)電產業(yè)的商業(yè)化運行當前已經得到了保障，國內已經獨立完成了地熱電站的建設，且規(guī)模達到三十兆瓦以上，單機可達十兆瓦。其四是地熱鉆井產業(yè)，當前我國華北地區(qū)，已經具備十五臺套3200m型地熱鉆探設備，已建立起全國最大規(guī)模的地熱鉆探群，技術水平已經能夠完成五千米深度的地熱鉆探工程。這一趨勢說明我國的地熱鉆探產業(yè)發(fā)展已經向著規(guī)?；?、專業(yè)化的方向不斷推進。其五是地熱監(jiān)測體系，雖然當前依然處于研究測試階段，且沒有進入工業(yè)化運行階段，但是回灌與生產體系都正在完善[2]。

三、地熱能的發(fā)展趨勢與前景分析

（一）發(fā)展趨勢探討

地熱能的發(fā)展優(yōu)勢是體現(xiàn)在多方面的，一方面地熱是十分理想的清潔能源，對于生態(tài)環(huán)境無危害，最為重要的是不會加速暖化效應，是許多不可再生能源的理想替代能源，包括核能與煤炭等等。另一方面地熱能的穩(wěn)定性更強，根據當前的研究現(xiàn)狀來看，太陽能與風能的實際應用始終無明顯突破，主要是因這兩類能源具備不穩(wěn)定性的特征，而地熱能則能夠穩(wěn)定提取、利用。但是當今的地熱能應用發(fā)展并不是一帆風順的，地熱能的產業(yè)形成當前缺乏專業(yè)的技術以及充分的資金作為支持，這也是新能源產業(yè)的普遍問題。基于資本密集型的行業(yè)屬性來看，地熱能產業(yè)從前期的策劃、投資、建設到實際運行，并獲取收益，要經歷一個漫長的周期，因此對于商業(yè)機構來說，并不是一個具有吸引力的投資項目，但是政府從戰(zhàn)略發(fā)展的角度出發(fā)，則應當給予地熱能項目一定的資金以及政策支持，包括但不限于放貸優(yōu)先權以及稅負降低等等，這樣則能夠吸引更多投資者參與相關項目的投資。地熱能的利用是基于鉆探開采才能夠達成的，因需要耗費大量成本去完成整個鉆探開采過程，如果無法精準找到蘊藏大量熱能的地熱帶，便會導致成本的不必要消耗。因此當前的地熱工程已經引入了常規(guī)能源開采工程的能源勘測設備，而且世界各國也都在積極探索更加精準可靠的地熱勘探技術與設備。當前世界上已經有四十余個國家將地熱能的開發(fā)與利用列入了國家整體發(fā)展的議程當中，對于地熱能的重視可見一斑。

（二）發(fā)展前景分析

技術的發(fā)展往往與民生有著直接關系，也是社會大眾認識并認可一種能源的最直接的方式。因此當前地熱能的發(fā)展依然滲透進了大眾的生活，基于地熱能的溫泉設施便是地熱能開發(fā)的熱門領域，而且有著十分可觀的市場前景。此處以我國陜西地區(qū)為例，陜西有著豐富的地熱資源存儲，更有兩處溫泉勝地，即咸陽與西安臨潼，兩個地區(qū)的溫泉都在全國享有盛譽，不但帶動了本地的經濟發(fā)展，推動了當地旅游業(yè)的興盛，同時也帶動了當地對于地熱能的開發(fā)熱情，讓更多民眾了解到地熱能并且認可地熱能的重要性。除此之外，地熱發(fā)電領域作為地熱能研究最基礎的領域，也有著可觀的發(fā)展前景，我國當前已經結合地熱能的開發(fā)與實際應用情況，制定了初期，中期到長期的三個階段發(fā)展目標，提出了相應的能源開發(fā)、研究與應用任務。隨著相關研究的不斷深入，地熱能在京津冀以及藏滇等地已經廣泛用于當地的民居采暖、發(fā)電以及作物灌溉[3]。

結語：

綜上所述，地熱能是一種清潔、無危害的基礎能源，在資源短缺的當今時代，其在社會的普及是必然趨勢，也是民心所向。對于地熱能的開發(fā)，是利國利民的有利措施，但是就當前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，地熱能探索依然處于不成熟的階段，需要社會的大力支持。相信隨著地熱能的研究、開發(fā)與應用不斷深入，其對社會的重要影響必然會得到進一步體現(xiàn)。

參考文獻：

[1]馬偉斌，龔宇烈，趙黛青，等.我國地熱能開發(fā)利用現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國科學院院刊，2016，31（2）：199-207.

[2]郭德天.淺層地熱能開發(fā)與應用現(xiàn)狀[J].中國科技縱橫，2013（16）：198-198.

[3]李寧波，李翔，楊俊偉，等.地熱能在區(qū)域能源領域中的應用和發(fā)展[J].城市地質，2020，15（1）：9-15.

作者簡介：作者簡介：邢春雷1972年2月出生，性別男，滿族，籍貫內蒙古豐鎮(zhèn)市，工程師，大學本科學歷，主要研究方向熱能工程，