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关于地热能的论文

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　　关于地热能的论文

（一）地热能论文　　摘要：

　　地热能的介绍，本质.储能.地热能发电的原理，并用于地热供暖.地热务农.地热行医。

　　相关字：

机械能蒸汽地热水　　地热能是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。

地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。

其储量比目前人们所利用能量的总量多很多，大部分集中分布在构造板块边缘一带，该区域也是火山和地震多发区。

它不但是无污染的清洁能源，而且如果热量提取速度不超过补充的速度，那么热能而且是可再生的。

　　离地球表面5000米深，15℃以上的岩石和液体的总含热量，据推算约为×1025焦耳（J），约相当于4948万亿吨（t）标准煤的热量。

地热来源主要是地球内部长寿命放射性同位素热核反应产生的热能。

按照其储存形式，地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。

　　地热资源按温度的划分。

中国一般把高于150℃的称为高温地热，主要用于发电。

低于此温度的叫中低温地热，通常直接用于采暖、工农业加温、水产养殖及医疗和洗浴等。

截止1990年底，世界地热资源开发利用于发电的总装机容量为588万千瓦，地热水的中低温直接利用约相当于1137万千瓦。

　　地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。

目前开发的地热资源主要是蒸汽型和热水型两类，因此，地热发电也分为两大类。

　　地热蒸汽发电有一次蒸汽法和二次蒸汽法两种。

一次蒸汽法直接利用地下的干饱和（或稍具过热度）蒸汽，或者利用从汽、水混合物中分离出来的蒸汽发电。

二次蒸汽法有两种含义，一种是不直接利用比较脏的天然蒸汽（一次蒸汽），而是让它通过换热器汽化洁净水，再利用洁净蒸汽（二次蒸汽）发电。

第二种含义是，将从第一次汽水分离出来的高温热水进行减压扩容生产二次蒸汽，压力仍高于当地大气压力，和一次蒸汽分别进入汽轮机发电。

　　地热水中的水，按常规发电方法是不能直接送入汽轮机去做功的，必须以蒸汽状态输入汽轮机做功。

目前对温度低于100℃的非饱和态地下热水发电，有两种方法：

一是减压扩容法。

利用抽真空装置，使进入扩容器的地下热水减压汽化，产生低于当地大气压力的扩容蒸汽然后将汽和水分离、排水、输汽充入汽轮机做功，这种系统称“闪蒸系统”。

低压蒸汽的比容很大，因而使气轮机的单机容量受到很大的限制。

但运行过程中比较安全。

【关于地热能的论文】　　另一种是利用低沸点物质，如氯乙烷、正丁烷、异丁烷和氟里昂等作为发电的中间工质，地下热水通过换热器加热，使低沸点物质迅速气化，利用所产生气体进入发电机做功，做功后的工质从汽轮机排入凝汽器，并在其中经冷却系统降温，又重新凝结成液态工质后再循环使用。

这种方法称“中间工质法”，这种系统称“双流系统”或“双工质发电系统”。

这种发电方式安全性较差，如果发电系统的封闭稍有泄漏，工质逸出后很容易发生事故。

　　地热发电：

　　1.蒸汽型地热发电　　蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电，但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。

　　2.热水型地热发电　　热水型地热发电是地热发电的主要方式。

　　地热供暖　　将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。

因为这种利用方式简单、经济性好，备受各国重视，特别是位于高寒地区的西方国家，其中冰岛开发利用得最好。

　　地热务农　　地热在农业中的应用范围十分广阔。

如利用温度适宜的地热水灌溉农田，可使农作物早熟增产；利用地热水养鱼，在28℃水温下可加速鱼的育肥，提高鱼的出产率；利用地热建造温室，育秧、种菜和养花；利用地热给沼气池加温，提高沼气的产量等。

　　地热行医　　地热在医疗领域的应用有诱人的前景，目前热矿水就被视为一种宝贵的资源，世界各国都很珍惜。

由于地热水从很深的地下提取到地面，除温度较高外，常含有一些特殊的化学元素，从而使它具有一定的医疗效果。

　　未来随着与地热利用相关的高新技术的发展，将使人们能更精确地查明更多的地热资源；钻更深的钻井将地热从地层深处取出，因此地热利用也必将进入一个飞速发展的阶段。

　　地热能在应用中要注意地表的热应力承受能力，不能形成过大的覆盖率，这会对地表温度和环境产生不利的影响！

　　参考文献：

　　1.百度　　2.搜搜【关于地热能的论文】　　院系：

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地热能发电　　能源利用新技术关于地热能的论文

（二）关于投资开发地热能论文　　关于投资开发地热能　　作为新能源中惟一的地下矿藏,地热是可再生能源中最为现实并最具竞争力的能源之一,目前已有110个国家在开发利用,成为油气等常规能源最有力的补充。

2005年底,世界上已有24个国家建成高温地热资源的发电利用,总装机容量约900万千瓦,占世界能源构成的近1%。

以下将从地热能的利用现状、开发前景及地热开发过程中的主要工程环境问题三个方面来谈。

　　利用现状　　在20世纪，地热能源首次被大规模开发用于采暖、工业加工和发电。

近30年来，地热能的利用急剧增长。

到2000年,世界上80个拥有地热资源的国家中，58个国家已有地热利用的记载。

近期的发展特点是地源热泵增长极快，年利用能量占直接利用能量的32%。

　　中国地热资源丰富,通过30多年地热地质调查，已发现地热区3200多处，已完成的大、中型地热田勘查50多处，主要分布在京、津、冀、东南沿海、内陆盆地和藏滇地区。

其中大于150℃的高温地热系统，即直接可以用于发电的有255处，总发电潜力5800MW（30年）；中低温地热系统可用于非电直接利用的2900多处，开发潜力在2000亿t标准煤当量以上。

　　其利用形式主要有：

①地热发电。

中国适于发电的高温地热资源主要分布在西藏、云南和台湾等地区。

西藏地热资源丰富，境内已发现温泉和沸水等各类型的地热约666处。

依据初步调查的350余处地热显示点的热流量，其热能每年可折合约300万t标准煤所释放的热量。

　　②地热直接利用。

1地热采暖。

2.地热在农副业方面的应用。

地热水灌溉农田，调节水温，用30～40℃的地热水种植水稻，以解决春寒时的早稻烂秧问题。

发展温室种植。

　　③地源热泵。

地源热泵突出的优点是能效利用高,1kW的电力可以产生3～4kW的热能，又能兼用于冬季供暖和夏季制冷，且大大减少环境污染。

与电、燃料锅炉供热系统相比，地源热泵要比电锅炉加热节省2/3以上的电能，比燃料锅炉节省1/2以上的能量。

　　④应用于医疗保健、娱乐和旅游。

【关于地热能的论文】　　地热发展前景　　①据Stefansson统计，世界用于发电的地热总储量（温度超过150℃）是11000～13000（TW·h）/a,直接利用的潜在地热（温度低于150℃）0000（TW·h）/a。

以上关于地热能储量的数据包括已探明和未探明的地热能。

目前用于发电的地热能是49（TW·h）/a，直接利用的地热能是53（TW·h）/a，很明显目前地热能的利用量占已探明地热能储量的很小一部分。

无论是用于发电还是直接利用，地热能的利用还有相当大的发展空间。

　　②环保的地热发电将有强劲的发展前景。

瑞士能源学家威利·格尔甚至认为，　　地热发电量在20年后将占世界总发电量的10%。

　　③与地热发电相比，直接利用地热具有高达50%～70%的利用效率，而地热发电为5%～20%。

中国中低温地热资源丰富，进行直接开发利用有广阔的前景。

因此，积极对地热资源进行直接利用比较适合中国的国情。

　　④热泵正在逐渐受到人们的重视，美国、德国、瑞士、瑞典和法国等国家都在加紧推广热泵的应用。

中国的热泵应用还处于初级阶段，主要差距体现在工程设计方面。

因此，应该引进先进国家的技术和经验，加强基础研究，使中国的热泵应用走上科学的和可持续的轨道。

　　地热开发过程中的主要工程环境问题　　①地质环境扰动：

　　1突发性地质灾害。

（1）诱发水热爆炸。

在高温水热区,对浅层热储层进行地热钻探过程中会诱发水热爆炸。

（2）诱发地震。

当前开发的地热资源,尤其是高温地热资源一般都位于地震活动区,世界上主要地热田附近都已观察到地震活动（低于里氏4级）。

　　2缓变性地质灾害。

在地热开发过程中,由于抽取地热水引起地下热水位不断下降,热储地层水压力降低,有效应力增大,地层产生压缩,从而引起地面变形,在浅部热储层开发中表现得更为突出。

（1）地面下沉。

（2）地面水平变形。

3地热景观消失　　②环境污染：

　　1大气污染。

地热开发过程中,地热水或地热蒸汽中所含的各种气体和悬浮物将排入大气,特别是温度较高的地热流体中含有浓度较高、危害较大的H2S、CO2、CH4、NH3等不凝气体。

　　2水污染。

地热水中氟化物、硫化物、氯化物、固形物（全盐量）和二氧化硅的含量远比一般地下水高。

未加处理的地热废水排放会污染地表水和浅层地下水。

3热污染。

地热开发利用过程中排放的高温地热尾水使附近水体温度升高,溶解氧减少,从而引起水质恶化。

　　4放射性污染。

氡（Rn222）、铀（U235、U238）和钍（Th232）等放射性物质，其衰变释放产生的伽玛射线可能会对人体产生损害。

　　③生态影响：

　　1对动植物的影响。

地热田生产废水尤其是高温地热田发电尾水的排放会影响周围的生态系统及生物多样性。

热田开发中的钻井工程、纵横交错的管道,高温蒸汽的排放会使得附近草甸生态环境受到破坏,草甸植被大片受损、死亡,草场退化,草地荒漠化,野生动物也难觅踪迹。

地热水中的有害元素还会在动植物体内富集,通过食物链影响人的健康。

　　2对土壤的影响。

地热水的矿化度一般比较高,渗入土壤后大量的盐类容易造成土壤板结和盐碱化。

关于地热能的论文（三）浅析地热能的利用与发展　　[摘要]本文介绍了我国对地热能的开发利用现状，介绍了我国居民对地热资源的主要利用方式，并重点分析了地热资源的未来发展前景。

　　[关键词]地热能；新能源；环保　　中图分类号：

TK529文献标识码：

A文章编号：

1009-914X（2014）29-09-01　　一、我国地热资源的利用现状　　

（1）我国地热资源丰富　　我国的地热勘查开发起步较晚，首先进行地热资源勘活动开始于20世纪50年代，真正大规模勘查和开发利用则是在20世纪70年代初才开始。

到了90年代，随着社会的发展，在市场经济需求的推动下，地热资源的开发利用得到更加蓬勃的发展。

近年来，环保问题成为了人们关注的重点，为了减少空气污染，政府大力推广包括地热在内的清洁能源应用，进一步推进了地热开发利用。

　　据地热勘查资料统计显示，我国拥有丰富的地热资源。

地热资源总量折合标准煤8532亿吨，可开采资源量相当于标准煤2560亿吨，主要集中在东部和西南部地区。

据统计，在全国范围内的几千眼地热井出口温度绝大部分低于90℃，平均温度约℃，可直接进行开发利用，适合于发电、供热、供热水、洗浴、医疗、温室、干燥、养殖等。

（2）地热开发利用尚未成规模　　虽然地热资源开发利用正以平均每年12%的速度增长，但与丰富的地热资源相比，地热利用尚未达到规模。

目前我国每年开发的地热能不到年可利用量的千分之五，进一步开发利用和替代燃煤的潜力巨大。

我国对地热资源的开发利用和管理尚处于自发分散的粗放阶段，目前仍存有许多问题。

由于对地热资源和地热产业缺乏科学的认识，将地热混同于一般的矿产资源或水资源，不能很好地把握其综合利用价值和产业化开发利用，造成很多地区即使地热资源丰富，也难以将其优势与经济发展、生态环境和社会进步相结合，建立有自己特色的地热产业。

　　发展可再生能源是非常艰难的工作，间歇性和波动性都是可再生能源是否能够在更大范围使用的关键问题。

地热作为可再生能源的一种，地热发电就对流体温度要求较高，一般在180℃甚至200℃以上才比较经济，因此，我国地热发电产业曾经长时间处于停滞状态。

此外，缺乏统一的勘查评价体系。

我国目前对地热资源的开发仅限于对已发现资源的开发，还没有形成系统的勘查评价机构，致使地热资源开发利用不能达到预期的社会、经济效益。

　　（3）当前地热能主要利用形式　　地源热泵系统是当前对地热能开采的主要方式之一。

地源热泵简单说是一种利用地温与气温之差进行冷热交换的技术，通过设备对经过恒定地温处理过的水加热或降温，送到室内就可满足制冷和供暖需求。

据相关资料表明，平均19℃的地温与冬夏季的气温温差较为恒定，十分利于此类浅层地热能源的利用。

地源热泵的工作原理，决定了其所消耗的能源相对较少。

积极推广浅层地热能开发利用，积极发展地源型、地表水源型利用方式热泵，适度发展地下水源型热泵，提高浅层地热能在城镇建筑用能中的比例。

地热能利用的技术相对成熟，其平均利用系数是风电的3至4倍、太阳能的4至5倍、生物质能的倍，在可再生能源当中属于优质能源。

我国浅层地热能资源量相当于95亿吨标准煤，增强型地热能理论资源量更是相当于860万亿吨标准煤，大致相当于去年全国能源消费总量的20多万倍。

对地热行业来讲，无论是继续这一领域的探索和科研，还是这一行业未来的前景，都非常有可塑性和可挖掘性。

　　二、地热能开发利用前景分析　　2013年1月，国家能源局、财政部、国土资源部、住房和城乡建设部就联合发布《关于促进地热能开发利用的指导意见》，明确提出地热能“十二五”发展目标：

到2015年，全国地热供暖面积达到5亿平方米，地热发电装机容量达到100兆瓦，地热能年利用量达到2000万吨标准煤。

到2020年，地热能开发利用量达到5000万吨标准煤。

　　要实现上述目标，必须要破解地热能发展的瓶颈，地热的开发利用对于技术和装备要求比较高，尤其在地热发电方面更是如此。

投资大、周期长、风险高意味着国家必须通过国家规划、技术引进、项目示范、政策优惠等方式推动地热资源的开发利用。

国家发展改革委副主任、国家能源局局长吴新雄在2014年2月召开的全国地热能开发利用现场会上，强调重点抓好以下几项工作，开展地热能资源勘查与评价，理清地热能资源的地区分布和可开发利用潜力；做好地热能开发利用规划，统筹开展地热能开发利用；积极推广浅层地热能开发利用，鼓励推广利用热泵系统，提高热泵系统在城市供暖和制冷中的普及率；加快推进中深层地热能开发利用；建立健全地热能开发利用产业体系，为地热能开发利用提供强有力的产业支撑等。

　　三、结语　　通过分析我们知道，地热能是具有很大开发利用潜力的新能源。

在开发利用地热能的同时，也要注意因地制宜，合理开采，综合利用，避免不必要的浪费。

目前，要实现中国地热资源开发利用规模化、产业化，着力改变企业生产布局、产品结构和利用方式不合理的现状，还要加强国际间技术、资金和资源的交流合作，更好地分享其他国家在地热研究和利用中的技术，吸收其他国家的先进经验，用清洁生产技术的基本形式来实现循环经济的健康发展。

　　参考文献　　[1]熊璐.地热资源在新农村建设中的应用――以黄冈市罗田县三里畈镇为例[J].当代经济.2010（23）；　　[2]吴岗.天津：

地热开发攻破世界两大难题[N].中国国土资源报.2014-02-24（003）；　　作者简介　　陈磊（1982―），男，汉族，北京，硕士，研究方向：

地热能开发与利用。

关于地热能的论文（四）地热能中国专利申请分析　　地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。

运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，抽取其能量。

我国地热能的开发利用始于上世纪70年代初，当时一方面由于世界性石油能源危机的出现促使人们寻找可替代新能源；另一方面我国著名地质学家李四光提出要大力开发地热，将地球这个“庞大热库”中蕴藏的能量充分利用起来。

根据中国能源研究会地热专业委员会的统计，截至1999年底，中国地热直接利用设备容量已居世界第二位。

　　据统计，全球有关地热能利用的专利申请共计8328篇，其中中国有859篇，申请人为国内申请人的有730篇，约占世界申请量的%，这个数字与中国地热直接利用设备容量的世界排名不符。

这是因为许多地热资源丰富且开发利用好的国家，如美国、日本、意大利、冰岛等，地热能的应用在国民经济中已起到一定作用。

而中国虽然地热直接利用设备容量排在世界前列，但对于地热能的技术研究起步较晚，研究成果相对较少。

　　1.专利申请量年度分布　　本文主要在中国专利文摘数据库中对地热能相关专利进行了全面检索，共涉及专利文献859篇，数据获取日期为2012年12月20日。

　　按照年度进行统计，我国已申请的地热能利用专利共计859篇，获得授权的专利共计452篇。

其中，2000年前的申请量一直维持在较低水平，仅为10件左右，2000年开始出现增长，在2003年和2009年出现两次申请高峰，申请量分别达到90件和130件左右。

由于专利授权时间滞后于申请时间，在2004年前，地热能利用的专利授权量较低，2004年之后开始有较大增长。

　　可见，我国关于地热能的研究从2000年开始进入较快发展时期，这与能源供应日益紧张的形势及国家对新能源开发的支持有关。

我国对于地热能研究的起步较晚，目前仍处于技术发展期，仍有较大的发展空间。

　　2.申请人分析　　在地热能专利申请人方面，我国个人申请量约占60%，公司企业约占25%，大专院校约占15%，且申请人分布较为分散。

而企事业单位和科研院所较少系统开展关于地热能利用研究的原因则与地热能应用的类型有关，由于地热开发需要国家及政府支持，投入大但产业应用领域却很少，目前仅在发电、供暖、农业方面应用较多，不利于商业化开发。

　　据统计，国内地热能专利申请量最多的申请人是北京恒有源科技发展有限公司董事长徐生恒，被称为中国地热能英雄，目前共拥有31项专利。

他申请的专利主要为利用低位热能为建筑物供暖、供冷、供生活热水“三联供”新型装置，研制出了国际独有的单井抽灌式中央液态冷热源环境系统。

　　专利申请量位居第二的是天津大学，也是由国家科技部批准成立的全国唯一从事地热利用与研究培训的专门机构，共拥有19项专利，主要包括地热发电、供暖装置等。

　　米砂瓦环境技术株式会社是一家日本公司，共拥有专利16项，专利申请量居于第三位，专利主要包括地热交换装置、利用地热的热源设备、地热放热管等。

这也说明日本企业对于我国地热能市场的发展具有潜在危胁。

　　3.申请人国别分析　　中国专利申请不仅包括国内申请人申请的专利，也包括国外专利申请人向中国申请的专利。

据统计，国内申请人共申请730件，占总量的%。

在余下的其他国家申请人中，日本申请人在地热能专利申请上表现最活跃，共有43件。

美国的申请人紧随其后为35件，这再一次证明了日本和美国在地热能领域的科研实力。

亚洲国家中，韩国在中国申请了9件地热能专利，这也表明传统能源相对匮乏的国家对地热能的开发和利用相对较为重视。

欧盟国家的申请人分布较为广泛，申请数量也比较接近，瑞典为6件、德国和英国都为5件，这也显示出这一地区的综合研发实力较强。

此外，加拿大有5件，研发实力值得关注。

　　针对以上数据及分析，笔者对我国地热能技术研发及产业发展提出如下建议：

　　1.高度重视地热能源技术研发及产业应用　　我国地热资源丰富，开发利用地热能对节能减排具有重要的现实意义。

但我国的地热能源从资源评价到勘探技术再到发电技术，都与国际先进水平有着很大的差距。

高度重视地热能源的技术研发和产业应用，把握地热能源开发利用的战略机遇期，应加大政策保障和科研投入，鼓励引导企业进入地热能源领域，推动该领域的技术发展。

　　2.密切技术研发与产业应用合作　　目前，我国介入地热能源研发与产业化的企业很少，除个人外，主要是高校和科研机构在进行该领域的技术研发。

研发与产业合作的脱节，导致无法将技术转化为生产力，从而无法推动技术的进一步创新。

因此，必须积极进行技术研发，突破地热能源技术应用的瓶颈。

　　国内企业、高校、科研机构应加强交流合作，结合国家产业发展指导，在地热发电、地热供暖、地源热泵、地下热能存储系统、地热井专用钻探设备、地热井泵、水源热泵机组、地热能系统设计、优化和测评软件、水的热源利用等方面加强对关键技术和产业化技术的研究，进一步突破发展瓶颈。

　　3.加强地热能源的自主知识产权保护　　目前，国外企业积极介入我国地热能源领域的技术研究中，加快提升地热能源产业自主知识产权的运用能力迫在眉睫。

　　这就要求我们从多方面加强自主知识产权运用，一是提高地热能源领域从业人员的专利保护意识，积极宣传专利技术作为技术创新的重要价值和在开拓、占领市场、扩大竞争优势中的积极作用。

二是鼓励专利申请，鼓励科研人员和产业人员申请专利，将研究成果尽快转化为生产力，保护企业的创新成果，提升企业市场竞争力。

三是要以全球视野和前瞻战略，加强专利权的国际保护意识，积极运用PCT申请国际专利保护，占领地热能源产业发展的制高点。