地热勘查与新能源应用技术

地热勘查与新能源应用技术

穆志刚

天津佳源兴创新能源科技有限公司 天津市南开区  300000

摘要：地热资源是贮存在地球深部的清洁可再生能源，包括浅层地热能资源、水热型地热资源和干热岩型地热资源三种类型，具有储量大、分布广和开发利用安全、稳定、清洁、高效的特点。随着社会对能源危机、环境保护的深入关注以及我国实现能源生产消费革命的迫切需要，加快推动地热资源的科学开发利用，缓解资源能源紧缺形势，已成为保障国家能源安全和可持续发展的战略选择。基于此，本文将对地热勘查与新能源应用技术进行简单分析。

关键词：地热勘查；新能源；应用技术

1.地热能的介绍

地热能是从地壳结构中所获取的天然热能，这种能量主要来源于地球内部放射性元素不断的衰变所释放的热量，通过热力的形式存在自然界中。地球内部的温度可以测定的已经达到7 000 ℃，在地表80~100 km的位置上，其温度就会下降到650~1 200 ℃。经过地下水的流动与熔岩涌至距离地面1~5 km的地壳位置上，热力可以直接传输到接近地面的位置上。高温熔岩附近位置上可以进行地下水的持续加热，其可以渗出地面，属于可再生资源。

根据热资源的性质以及存在的形式，可以分成蒸汽型、热水型、地压型、压浆型等形式。前两种可以称之为水热型，是目前主要使用的地热资源形式，而后面集中则是地热资源形式，地压型地热资源形式虽然其生成条件不是很普遍，但是其能量的储量巨大，并且除了热能之外，同时还存在于甲烷类的化学能与高压所造成的机械能。此外、地热能也可以如下分类 ：浅层地热能，指代地下浅部

（一般小于200 m）岩土体、地下水和地表水中 ；一般温度低于25 ℃，间接利用方式；水热型地热能，地下中深部 （一般200~3000 m）地下水中；温度高于25 ℃，可分为地温 （25~90 ℃）、中温 （90~150 ℃）和高温 （大于150 ℃）；直接利用方式。干热岩型地热能，地下深部 （一般大于3 000 m）高温岩中；温度一般高于200 ℃。

2. 地热勘查技术分析

2.1地质调查

（1）应用航空测量及卫星遥感技术，初步了解地热区的地形地貌特征，地层岩性特征，地热区的基本地质构造轮廓及隐伏构造特别是线形构造；地表地热显示及地表水体的位置；地表岩石的水热蚀变的分布及范围。（2）在充分利用航卫片解释和区域地质调查资料的基础上进行地质实地调查，查明地表热显示类型、分布和规模，解释地热田形成地质条件；绘制一定比例尺的地热田地质图系，阐明地热田形成地质条件；地质测量应包括地热田的水文地质测量，主要进行地表地热显示流量质量测量，采样分析测试，直接测量热储岩石的岩石结构、孔隙、裂隙性，研究地热流体的补给、贮存、运移、排泄条件。（3）对地热显示区及毗邻地区进行岩石、水系沉积物、土壤、水热活动遗迹等进行地球化学调查，研究其背景和异常分布；圈定热储远景范围；圈定热田边界及控热导热断裂构造；估计深部热储温度；预计热储开发动态发展趋势。

2.2地热回灌技术

目前地热产业发展面临的最大技术难题是回灌技术。虽然地球内部热能资源蕴藏丰富，但利用过程也不可以过于随意，通常需要以“用热不用水”为原则将地热尾水进行合理回灌，一方面可以提高地热资源的利用效率并维持地热资源利用的可持续性，另一方面可以减少废弃热水对环境的污染。地热回灌的意义在于：（1）扩大地热采集区有效波及体积；（2）保护取热点周边地质结构和水文特征、延长地热田生产寿命；（3）避免尾水排放造成热污染、水污染及土壤污染。地热回灌技术存在4个要素：灌量、灌压（水位）、温度和水质。

地热回灌主要有三类实施方式：（1）同井分层回灌，适用于包含两层以上热水层的地热井，选定其中一个热水层为为生产层，另一个热水层为回灌层，使取热与回灌操作可以在单井同时进行。（2）对井回灌，需要在合理距离内打一对地热井，以其中之一为生产井，另一为回灌井，必要时两井需要交换角色，如果生产层与回灌层同层，井间距必须足够大以免影响采热效果。（3）群井生产性回灌，选定地热田合理位置进行多井集中回灌，由于回灌速率可以很高，要特别注意回灌量与开采量的匹配关系。

3. 地热新能源暖通技术的应用

3.1地热直接供暖

应用地热采暖系统可以通过地热能源直接进行供热，不能产生任何的污染物，特别是在进行传统设备改造环节，利用热交换器，地热水并不会直接进入到供暖管道内，将干净的水通入到管道内，可以防止出现腐蚀、结垢等问题。不仅如此，经济效益也是非常巨大的。应用地热进行供暖，其总体费用仅为燃油锅炉的10%，燃煤锅炉的20%，因此，在实际范围内需要加强地热供暖的应用，对于我国环保事业的发展起到了积极促进作用。

3.2地源热泵技术

地源热泵技术作为近些年来兴起的一项技术，能够促进我国很多设备当中节能的性能提升。地源热泵当中的地源所代表的则是地下资源，而在暖通空调方面，地源主要指的就是地下的低温热资源。这些低温热资源大部分的能源都来自于太阳，而且暖通空调当中所指的地源的能量比人类活动所消耗的能量来说大很多，作为可再生能源的地源有着十分广阔的应用前景。而地源热泵技术是指通过对地表表层的热能转换为热能来保证暖通空调运行，不但可以保证人们在冬天能够得到足够的温暖，同时还可以在夏季炎热的时候起到制冷的作用。所以说，地源热泵技术的应用可以有效的节约其他能源的损耗，为我国环境的保护带来更大的帮助。

地源热泵技术的兴起是从上个世纪中期开始的，因为在当时工业发展十分迅速的情况之下，能源的损耗和环境的破坏已经受到了人们的关注。人们在不断的探索新的能源，对现有的不可再生能源进行取代，所以地源热泵的研究从那时就已经开始。而随着时代的发展，科技的进步以及能源的不断损耗，使得地源热泵技术的发展十分迅速。在一些比较发达的国家当中，地源热泵已经成为了很多需要消耗大量能源的环节的主要能源提供，其对地源热泵技术的使用比例十分高。而在我国，随着能源的不断损耗和环境的恶化情况，使得科研人员不断的对地源热泵技术进行探索。随着地源热泵技术的不断发展，在国内已经具有实际的应用价值，同时也会为我国能源的节约方面带来更好的帮助，对我国经济的可持续化发展带来一定的保证。而随着能源的不断损耗，地源热泵技术的研究深度也在不断地进行深入。对于地源热泵技术发展过程当中对性能的影响，科研人员已经找到了问题的根源。而对这些问题进行解决，可以有效的加强对地源热泵技术的应用效率。

结 语：

“双碳”目标的提出，除了需要各个行业生产经营期间减少碳排量，还需要大力开发新型可再生能源研究与技术应用项目，使可再生能源来代替传统的不可再生能源。在我国能源结构战略调整以及热泵技术不断优化和完善的背景下，深层地热能的应用已经成为当下倍受关注并且获得积极开发以及利用的一种新型清洁能源。在区域规模化的开发应用中，必须做好地热资源量、地热资源可开采量、地热流体储存量、地热流体可开采量、地热流体可开采热量以及在回灌条件下地热流体可开采量的核查工作。相信在不久的将来，我国对于地热能供暖制冷技术的应用效率会越来越高，实现我国能源的可持续发展。

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