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- d9 y9 _# x7 o$ h/ ] 摘要：硅谷“钢铁侠”马斯克谈到他的事业总是会提到“第一性原理”（第一性原理是基本的,基本不证自明的命题或假设,不能从任何其他命题或推导的假设），这是他事业底层思维的起点。而在地质工作者的心里也有个“第0定律”，地球有一颗火热的内心。
4 Y$ p" F Z6 D; H- L# s! u/ S+ o 本文带你系统了解何为地热能及地热能的价值、技术分类、我国地热能资源的特点。供读者在了解地热能基本知识点的架构下，进一步深入学习、了解、进入当前“双碳“产业下的清洁能源。 6 m) G) q6 ?+ J: c5 H0 k
以下为学习资料。 ( [" `$ h8 t2 h
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) [' Q: F2 k1 d6 {" C 关于地热能的几点知识
) i( g7 g1 _: i 1、地热能是指一种来自于地球内部并经地壳抽取的天然热能，是一种可再生热能。简单说，我们泡的温泉，看到的火山都和地热能有关。 ; J: W/ l- s- i* ~9 R
2、地热能来自于地球内部的熔融岩浆和放射性元素的衰变。
1 y% a* i& W1 n. a5 T. d 3、地热随着深度的增加而升高，地壳平均增温率为30℃/km,地心估算4500℃，与太阳表面温度5000度差不多，可以说地球内心非常火热。 / |: D! O: l0 e4 {* j( a. C# L
4、全球地热总量相当于煤炭储量的1.7亿倍，但地热在地表散发分布不均匀。
B/ s' K8 M- G+ R; m, y 5、地热在地壳板块边缘散热量大，部分在板块内部热点，如夏威夷。全球有4大高温地热带，即： 环太平洋地热带（目前开发利用水平高）地中海-喜马拉雅地热带（开发利用水平较低，但历史悠久。在意大利最古老的地热电站已经发电120年左右，我国西藏羊八井地热电站也发电40余年）。红海-亚丁湾-东非裂谷地热带。大西洋中脊地热带（大部分在海底，少部分在水面上，如冰岛）。
y" v* C) o* q5 y1 c2 @! B" T' M 6、地热在地表高温地热显示形式有温泉，间歇喷泉，喷气孔等。还有部分显示不强烈的，一般在沉积盆地。在我国西南地区的盆地尤为明显，称之为“热盆”。
2 o0 ~* ^, P% j, c! \5 p! r& k, o 7、地表散热量不均匀，一般用大地热流值表示。大地热流值是指单位时间单位面积从地表散失的热量，是一个功率单位，一般用Mw表示。地表热散失很慢，均值87Mw/㎡。 & ~$ x, A" K7 K' i/ N5 Q+ E
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+ H; ^ W+ A6 _0 R, C8 Y; c 我国地热资源整体格局
% T0 i7 C1 h- G$ x) _ X# P% z) [. Z# A 1、“东高西低，南高北低”。 ( L# ?0 u, y, w- U6 r
2、全国热流值最高为青藏高原，部分地区达到150mW/㎡。
$ n8 E8 a. f3 r t: Z% |) R' Z 3、按照最新测量，西北延申到新疆最西端帕米尔高原、塔什库尔干，也能达到这个数值，但塔里木盆地、准格尔盆地数值较低，属于“冷盆”。
" \9 O4 a" {" I3 O+ L) R 4、东部延申到四川西部川西高原，云南西部滇西，热流值都很高。
) L+ q) `% @( e5 `' d9 Z 5、东南沿海地区如广东海南散热量也比较大，沿着东部向上到东北数值差不多，均为地热能较丰富区域。 1 ^% w, V4 ?* V+ D& S
6、浅层地热全国均分布，中深层水热型在隆起的山区、丘陵、造山带、沉积盆地；高温地热资源在西南地区。 6 C: [$ ?. T5 f) g, ?
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6、总量大。经过十二五、十三五期间地调局在全国调查数据显示，统计可采总量即3公里以内地热资源总量为26亿吨/年标准煤当量。是我国2020年一次能源消耗（约50亿吨标准煤）的一半以上。
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8 R& s% }; Y( p. g$ t) c9 b 地热资源价值 # {- S5 `% M b, b3 r) k0 i
1、地热是清洁能源大家庭份子之一，属于非碳基5大能源之一（太阳能、风能、水利、核电、地热）。 4 U( O, {8 T5 O/ B7 A
2、地热能连续稳定，不受气候影响，可365*24提供基础能源，每年可利用时长超过8000小时。相当于太阳能发电时长的5倍多，风能的3倍多。
- m# B& W* H' @" y1 c) `5 F 3、成本竞争力强，其中前期探矿成本约占总成本的一半。下表为全球数值统计，项目建成后不需要燃料锅炉，可低成本长期运行。
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# M8 @; [; J4 }8 p 4、二氧化碳减排优势明显。如果采用回灌方式开采，可做到完全清洁，且不会干扰地上水。目前冰岛普遍使用地热资源发电、供热，成为全球最洁净城市之一。
* k0 Z4 K& u# v7 o; k 5、属于最安全能源。
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. y B8 L$ ?% }4 L* I 地热资源开发利用 5 p7 {/ A$ o2 ^7 a8 U) d
1、地热资源开发深度一般不超过3000米，所有地热资源可简单用6字概况“浅热、水热、干热”。
) r2 l: q4 ~: H3 |! G 2、按照开发深度分类：
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3、地热资源利用技术 / [- |* u$ Z8 E$ S9 [$ T
根据地质条件、开发深度不同，常见以下4类开发利用技术： 浅层地热能取暖（制冷）3 M8 R2 Z: b, V& m6 T
简单而言，就是因为土体温度恒定，冬暖夏凉，可把地下水通过热泵技术（抽水+热量提取），进入水塔，送到用户。
+ D' ]' K- N4 ~2 s5 c/ k4 K: R 中深层水热型地热能取暖
9 Z- Q+ S+ d2 f6 V. G- _ 在3000米以内含水层取地下热水，将热水抽至地面通过换热器把自来水加热后送到用户用于供暖。供暖后地下热水回水温度比较低（一般40度以下），再通过另一个井将其回注到地下。地下热水与自来水两套热交换系统分离，互不污染。这种对井开采模式是目前中深层地热普遍采用技术模式，已经产业化、规模化。 ; u u$ a8 |! [% |
中深层地源热泵技术/地埋管技术
9 U8 P9 g* @8 h6 K. _ 在同一口井中安装两层套管，中间是隔热套管。隔热套管保证管的内外部没有流体的热交换，外层管和土体有很好的热交换。在外管里注入冷水，经过循环后从内管外壁流出，带出地下热量，实现“同轴双套管换热”。 7 O- Q M& f: w2 k$ g
% w( E Q# j/ j) r 该技术成熟、环保，对地下水干扰小，不受地理因素限制。相对于对井开采模式不足在于效率低，单井热量一般300KW左右，每延米150W左右。每口井的供热面积有限，投入产出比稍差。 中深层水热型地热资源电热联供
1 H/ v) S2 T& M8 S- }; D8 ]( t 当地热资源禀赋比较好的时候，在供暖上游加入发电环节（一般温度70度以上就可发电）。发电后余热进行梯级利用，进一步供暖，在热量提取充分后（余温30度左右）再回灌地下。这个过程技术叫地热梯级综合利用技术，或地热资源电热联供技术。也可加上天然气就成为多联供，一个能源站实现家庭用热、做饭、取暖及温泉旅游全解决。
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