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6 H6 e' e5 O R9 I) c( ` 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。
) E$ {) G5 j8 V 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。
( h$ L/ T- P6 F( u+ q% T9 d O 以下为学习资料。 # Z9 `% f- f! M) ]( K$ K
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关于地热能的几点知识 ' L5 v, H2 r; D% `4 p+ |
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。 ; _" `- d$ [; E' S
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。
7 h0 U) f% c! a& y5 r5 D4 E 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。 / ?' _8 y; X2 w# X
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。
1 L! {8 m/ ?- q' i8 h9 o 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）。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”。 # F& Q. h+ D: c! @9 k$ H
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/㎡。 ( y) M& J3 c0 A( e
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我国地热资源整体格局 8 c W# [9 h7 q5 O7 H0 H8 e
1、“东高西低，南高北低”。
7 h' `* S4 f2 b 2、全国热流值最高为青藏高原，部分地区达到150mW/㎡。
8 c& @4 o* v6 ]8 d0 L3 q5 d 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”。 $ r& E8 ]/ y4 B/ M2 f
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。
4 @- ?" I- O; \/ i 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。
: k6 o2 x3 W5 q; T0 _5 n& Z 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。 ! N2 |, E6 L4 F! J8 d. R9 ~
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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。 2 z) ]% B% ^ j
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: f5 H, X2 C* k1 j: {" q9 [ 地热资源价值
) _# u6 _$ r1 K# [. V 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）。 ) ~& l r/ h) U* {4 F6 f' i
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。
. V) S+ Y) h) Q9 x3 { 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。 ( s; m3 E+ W, d4 c' g
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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。 ' }! ]. K! X. ~! w7 \& r+ N
5、属于最安全能源。
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) |/ S: D" q' e" A# f 地热资源开发利用 / c1 J+ v- C# m9 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”。
; j2 R3 F$ \+ ]. Y' l 2、按照开发深度分类： 3 A% g* z1 V1 S0 K
! A' M' y" r# S3 L 3、地热资源利用技术 + c) {6 ?$ z& n) B c4 L( z
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）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。 3 z( s2 B/ O- g! }% X
中深层水热型地热能取暖在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。
% l2 V) p/ A- E4 C# i: V/ X 中深层地源热泵技术/地埋管技术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”。 $ i4 ^& f5 t# T1 n; Y
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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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4 d. J, ] Z! o 欢迎关注:公众号投资er日志 0 @* g/ I2 Q- Q ^3 I
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