地?zé)崮埽耗悴豢刹恢木G色能源新勢力

隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，清潔能源的使用已經(jīng)成為一種潮流，作為清潔能源之一的地?zé)崮?/a>慢慢被大眾熟知。那么，你對地?zé)崮?/a>了解多少呢？

地熱能，就是來自地球內(nèi)部的熱能。它是一種清潔、可再生的能源，具有巨大的利用價值。與風(fēng)能、太陽能等可再生資源相比，地?zé)?/a>能最大的優(yōu)勢在于能量能夠穩(wěn)定連續(xù)地輸出。與傳統(tǒng)的化石能源相比，地?zé)?/a>能幾乎不會產(chǎn)生溫室氣體和污染物。

地?zé)崮?/a>是隨處可見的，滾燙的巖漿從火山噴發(fā)雖然是一種災(zāi)難，但這卻是地?zé)?/a>最極端的力量展示。在地球表面的每個地方，地?zé)崮?/a>都在以我們難以察覺的強度向大氣中慢慢散發(fā)它的熱量。地球每年通過地表散發(fā)的熱量巨大，但在有限的地區(qū)內(nèi)不僅很小而且很分散，目前的經(jīng)濟技術(shù)條件尚無法收集和利用。在現(xiàn)有經(jīng)濟技術(shù)條件下，能為人類所利用的那些熱量，才成為地?zé)豳Y源。比如溫泉沐浴、地?zé)崃黧w取暖、建造農(nóng)作物溫室都是應(yīng)用的典范。地熱能的儲量巨大，全球地熱能約相當(dāng)于4.27億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于全球年度能耗總量的200萬倍。據(jù)估計，地球內(nèi)部的熱能總量相當(dāng)于全球煤炭儲量的 1.7 億倍。

地?zé)豳Y源的形成

地?zé)?/a>能是如何產(chǎn)生的呢？那就先要從地球的構(gòu)造說起。地球內(nèi)部是一個巨大的熱庫，主要由地核、地幔和地殼組成。

設(shè)想一下，如果存在電影《流浪地球》中的“深地電梯”，我們搭乘著它從地表到地核，那么溫度將從十幾攝氏度逐步升溫到6000多攝氏度。那將是一種什么樣的體驗？讓我們開始深地之旅吧！

首先到達的是地殼，地殼是地球外表最薄的一圈，平均厚度約17千米，與地球半徑相比，地殼很薄。地殼自上而下大體可以劃分為變溫帶、常溫帶和增溫帶3個帶。

變溫帶，它的溫度主要受太陽輻射影響，隨著晝夜、季節(jié)的變化而變化。若沒了陽光的持續(xù)照射，地表溫度就會急轉(zhuǎn)直下，地表會變得十分寒冷。

到20～30米，就到了常溫帶，也是一口普通水井的深度。這里太陽輻射影響已是強弩之末，來自地球內(nèi)部的熱能剛好抵消上部地溫的變化，使這一層的溫度常年處于與年平均氣溫接近的穩(wěn)定狀態(tài)。

再往深部去就是增溫帶，就是地球內(nèi)熱起主導(dǎo)作用的地方，一直到地殼底界。這一厚達十幾千米的地帶，平均每深100米，溫度就上升3℃左右，這一地帶就叫作“增溫帶”。

再往下走，在地表下17千米～2900千米的部位被稱為“地幔”。從進入地幔到地幔底部，溫度大約從1100℃升至3700℃。

繼續(xù)往下，地表下2900～6371千米的區(qū)域被稱為“地核”。溫度高達4000～6000℃，與太陽表面的溫度不相上下，儼然一顆“小太陽”。

這些熱量通過地殼的傳導(dǎo)、對流和輻射等方式，不斷地向地表傳遞。在一些特定的地質(zhì)條件下，地下的熱水和蒸汽就會形成地?zé)崮苜Y源。

地下12226米是目前人類所直接探測到的地球最深處，但這個深度，還只是在地殼層。

那么地下10000米以內(nèi)，除了有石油、天然氣，還有什么？沒錯，那就是地?zé)崮埽环N綠色低碳的可再生能源。它比風(fēng)能更穩(wěn)定，還不像光電受到晝夜影響。

地?zé)?a href="http://www.86834com.com/index.php/t/資源.html" >資源的分布

地?zé)豳Y源分布受控于板塊構(gòu)造運動：低溫地?zé)岱植加诎鍓K內(nèi)部的活動斷裂帶、斷陷谷和坳陷盆地地區(qū)；高溫地?zé)?/a>集中在相對比較狹窄的地殼活動帶附近。世界上高溫地?zé)豳Y源主要分布在幾個大的地?zé)釒?/a>上，一般也是板塊邊緣碰撞劇烈的地方。美國的蓋瑟爾斯、長谷、羅斯福，墨西哥的塞羅、普列托，中國的臺灣馬槽，日本的松川、大岳等都屬于“環(huán)太平洋地?zé)釒?/a>”。世界第一座地?zé)岚l(fā)電站所在的意大利拉德瑞羅地?zé)崽?/a>、中國的西藏羊八井及云南騰沖地?zé)崽?/a>都屬于“地中海—喜馬拉雅地?zé)釒?/a>”。此外還有“大西洋中脊地?zé)釒?/a>”“紅海—亞丁灣—東非大裂谷地?zé)釒А薄?o:p>

我國地?zé)?a href="http://www.86834com.com/index.php/t/資源.html" >資源非常豐富，分布廣泛。目前主要開采水熱型地?zé)豳Y源（一般在地下幾百至數(shù)千米）和淺層地?zé)崮?/a>（一般在地下200米范圍內(nèi)）。

我國中低溫地?zé)豳Y源主要分布于華北平原、江淮平原、蘇北平原、松遼盆地、下遼河平原、汾渭盆地等大中型沉積盆地上，分布在山地的斷裂帶上的地?zé)嵋话阋?guī)模較小。在盆地特別是大型沉積盆地分布的地?zé)豳Y源儲集條件好、儲層多、厚度大、分布廣，熱儲溫度隨深度增加，是開發(fā)潛力最大的地區(qū)。

我國適宜開發(fā)淺層地?zé)崮?/a>的地區(qū)主要分布在中東部省份，包括北京、天津、河北、山東、河南、遼寧、上海、湖北、湖南、江蘇、浙江、江西、安徽等13個省（市）。

地?zé)豳Y源怎樣改變了我們的生活？

地?zé)?a href="http://www.86834com.com/index.php/t/資源.html" >資源正以前所未有的方式重塑我們的生活，其被廣泛應(yīng)用于居民供暖、地?zé)岚l(fā)電、溫泉康養(yǎng)、農(nóng)業(yè)種植養(yǎng)殖等國計民生中，其中居民供暖是最主要的利用方式，通過梯級利用地?zé)崮埽M量降低尾水溫度，能夠最大限度地利用地?zé)崮堋Ｔ?a href="http://www.86834com.com/index.php/t/農(nóng)業(yè).html" >農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，利用地?zé)?a href="http://www.86834com.com/index.php/t/資源.html" >資源，配合太陽能、電能、風(fēng)能等能源，模擬適合植物生長所需條件，給植物反季節(jié)生長提供所需溫度、濕度、光照等環(huán)境和能量。總而言之，地?zé)崮苓@種清潔能源正在創(chuàng)造“零碳村落”“恒溫城市”等新型生活方式。

地?zé)豳Y源的種類

綜合考慮熱流體傳輸方式、溫度范圍以及開發(fā)利用方式等因素，地?zé)豳Y源可分為淺層地?zé)?/a>能、水熱型地?zé)崮?/a>和干熱巖型地?zé)崮?/a>三種類型。

淺層地?zé)?/a>能指地表以下200米深度范圍內(nèi)、在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟條件下具備開發(fā)利用價值的、蘊藏在地殼淺部巖土體和地下水中、溫度低于25 ℃的低溫地?zé)豳Y源。淺層地?zé)崮馨?a href="http://www.86834com.com/index.php/t/淺層.html" >淺層巖土體、地下水所包含的熱能，也包括地表水所包含的熱能。淺層地?zé)崮?/a>屬于低品位熱能，適合采用熱泵技術(shù)加以利用，利用時不產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫等污染氣體，目前主要用于城市冬季供暖和夏季制冷。

水熱型地?zé)豳Y源，也稱常規(guī)地?zé)豳Y源，是指較深的地下水或蒸汽中所蘊含的地?zé)豳Y源，是目前地?zé)峥碧介_發(fā)的主體。地?zé)崮苤饕蕴烊怀雎兜?a href="http://www.86834com.com/index.php/t/溫泉.html" >溫泉和通過人工鉆井直接開采利用的地?zé)崃黧w為載體。其中，水熱型地?zé)?/a>資源按溫度分級 ，可分為高溫地?zé)豳Y源 （溫度高于150℃）、中溫地?zé)豳Y源（溫度介于90至150℃）和低溫地?zé)豳Y源（溫度低于90℃）；按構(gòu)造成因，可分為沉積盆地型地?zé)豳Y源和隆起山地型地?zé)豳Y源；按熱傳輸方式，可分為傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源和對流型地?zé)豳Y源。

干熱巖，一般指溫度大于180℃、埋深數(shù)千米、內(nèi)部不存在流體或僅有少量地下流體的高溫巖體。干熱巖的熱能賦存于各種變質(zhì)巖或結(jié)晶巖類巖體中，較常見的干熱巖有黑云母片麻巖、花崗巖、花崗閃長巖等。干熱巖開發(fā)利用需要人工制造熱儲，向注水井（回灌井）高壓注入溫度較低的水，使巖體產(chǎn)生裂縫。隨著低溫水的不斷注入，裂縫不斷增加、擴大，并相互連通，最終形成一個大致呈面狀的人工干熱巖熱儲構(gòu)造。注入的水沿著裂隙運動并與周邊的巖石發(fā)生熱交換，被加熱后以高溫水或水汽混合物的形式從生產(chǎn)井中開采出來，利用后的尾水又通過注入井返回地下，形成一個閉式回路。

天津目前主要開發(fā)利用淺層地?zé)崮?/a>和水熱型地?zé)?/a>資源，其中水熱型地?zé)豳Y源溫度在40至113℃，屬于中低溫地?zé)豳Y源。

警惕不當(dāng)?shù)?a href="http://www.86834com.com/index.php/t/開發(fā).html" >開發(fā)方式

地?zé)豳Y源雖屬可再生能源，但不當(dāng)?shù)?a href="http://www.86834com.com/index.php/t/開發(fā).html" >開發(fā)利用方式也會造成枯竭。如能合理開發(fā)，這種情況就能避免。什么是最有效的途徑呢？答案就是地?zé)峄毓?/a>。

地?zé)峄毓?/a>是減緩地?zé)衢_發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的不良影響、維持地?zé)豳Y源可持續(xù)開發(fā)的主要保護措施。著名地質(zhì)學(xué)家李四光告訴我們，地?zé)豳Y源的開發(fā)，只有實現(xiàn)了取熱不取水，才算進入了地?zé)衢_發(fā)的大門。地?zé)?a href="http://www.86834com.com/index.php/t/回灌.html" >回灌就是將利用后溫度降低的地?zé)嵛菜?/a>或其他水源經(jīng)過水質(zhì)處理后通過回灌井重新注入熱儲層的技術(shù)，形成可利用的地?zé)崴?/a>，達到循環(huán)利用的目的，做到取之不盡，用之不竭。