| 单词 | 地热能直接利用 |
| 释义 | 【地热能直接利用】 拼译：direct utilization for geothermal heat 人类很早就知道利用地热能，但仅限于洗浴。2000多年前中国秦始皇就在骊山砌石起宇。汉朝张衡写《温泉赋》歌颂温泉的医疗作用。过去总认为地热能的其它直接利用始于19世纪初叶，当时化学工业在意大利托斯坎一带兴起，1812年有人从拉德瑞罗的地热蒸汽中回收硼砂(E．Barbier等)。其实，从地热区中提取化学物质最早也应属中国。元朝汪大渊所撰《岛夷志略》就指出台湾产硫磺。明崇祯5年(1632)西班牙教士Jacinto Esquive曾报导淡水河流域的北投温泉富产硫磺及硫磺贸易的情况。 到20世纪初叶，与意大利人利用地热蒸汽发电的同时，冰岛开始第一次试用地热于农村房屋的取暖，1925年首次使用温泉水于蔬菜的温室栽培。1928年冰岛首都雷克雅未克建立一个试验性区域采暖系统；1939～1943又建设一个新的区域供热系统；现在冰岛全国共有29个区域供热系统。1954年，匈牙利发现其平原之下储有4000km3的60～200℃的热水，可回收的热量为9．6×1019J，约等于全世界石油蕴藏量的热值的50%。1962年拟建塞格德的区域地热供热系统，因发现石油和天然气而告终。现在的地热利用集中于农业，1969年地热温室为40万m2，1970年就翻了一番。日本早就有利用温泉作为休养和保健之用的传统，每年到温泉旅游者达1～1．5亿。1916年在日本利用热水在温室栽培花草，自1963年起在猿仓、大川、青森等地分别建立区域供热系统。新西兰地热直接利用以卡维洛的塔斯曼造纸厂最为有名，该厂大约每小时要使用18．2×105kg天然蒸汽来制浆和造纸。地热能直接利用的增长速度远快于地热发电的增长速度。爱德华(L．M．Erdward)等认为其原因是：可以利用大批低温热储；所需基本建设投资费用低；利用率高于电力的转化率；经过成功的商业性尝试，已证明可广泛利用。林达尔(E．Lindal)在1973年就提出了20～180℃之间地热水有着不同的用途。地热直接利用的最佳温度值在50～160℃之间，因为50℃是温室采暖的最低温度，低于该值的地热水的利用已相当受局限。上限是160℃，因为高于此值的地热水最适于地热发电。可作直接利用的地热流体的分布要比能用于地热发电的广得多。能用于发电的地热区仅出露于现代板块的边缘，那里是近期火山活动、岩浆侵入和构造运动非常活跃的地区。例如中国有温泉近3000个，而热储温度高于150℃，能用于地热发电的高温地热系统仅287个，其中西藏134个、川西37个、滇西96个、台湾约20个，仅占水热区总数的10%，它们都分布在欧亚板块的边缘。在中国大陆绝大部分地热区所含的为低焓地热流体。现在普遍认为，低焓地热流体的直接利用包括下列几方面：浴疗；农业(包括地热温室和土壤加温)；水产养殖；人工气候控制(如区域供热系统和制冷等)；工业利用。上述直接利用项目，规模最大的是区域供热系统，而对热量要求最低的系水产养殖，但分布很广。低焓地热能直接利用的设施也有其共通性。古德门德松(J．S．Gudmundsson)将其归纳为：井下泵，管道系统，热交换器，热泵，热对流器和冷冻器等，这些都与常规设施无多大差别。用过的流体或在地表处理或通过回灌处置。为维持尖峰负荷，尖峰系统是必要的，解决办法或是靠提高水温，或是靠建造储存水罐，因此，要打少量的井。当地热水的温度低于50℃时，需用热泵。直接利用的可行性主要取决于项目的位置，系统的热效率和成本。据任湘等1990年的统计，中国对低焓地热流体的直接利用的总热量，每年达41222TJ，但有效热仅7198TJ，其中以养殖业用量最大，约占46．8%。直接利用的范围包括：(1)工业利用。如染织、烤胶、制革、烘干、造纸、制冷和工业锅炉，主要分布于天津(261TJ／a)、湖北(67．3TJ／a)、河北(49．8TJ／a)和湖南(44．9TJ／a)。(2)地热采暖。共19处，年耗热量1202．6TJ，其中天津8．05×105m2，耗热量368．5TJ／a；北京3．05×105m2，耗热量139．0TJ／a；河北为11．251万m2，耗热量为51．5TJ／a。(3)地热温室。全国共1．16×106m2，年耗热量512TJ，主要分布于河北，2．58×105m2，以种黄瓜、西红柿为主，年耗热量186．5TJ；河南次之，以种西红柿、黄瓜为主，年耗热量61．1TJ；再次为湖北，以种莴苣为主，年耗热量47．7TJ。(4)水产养殖业。主要分布于湖南，达3．34×105m2，以养绿毛龟供出口为主；河北达2．59×105m2，以养非洲鲫鱼为主；福建达1．54×105m2，主要用于养鳗鱼；天津为1．22×105m2，以养对虾为主。(5)温泉浴疗。全国有温泉疗养院(所)180多处，温泉浴池595处，热水游泳池26处。年耗热量约为1529TJ。(6)其它利用。包括为沼气池加温，地热牲畜浴池，回收某些化学元素而刮碱、晒盐、采硫等，开发矿泉饮料，用地热养蛇取毒、家禽孵化等诸方面。地热直接利用取得了很好的节能效益、经济效益、环境效益和社会效益，但是也存在诸多问题：对开发地区地热储的热储工作缺乏跟踪研究，开采过程没有监测，盲目开采，导致开采过量；在热田开采过程中，一般都未采取回灌或对井回灌措施，废水任意排放，造成环境污染，而在缺乏排放渠道地区甚至使表层土壤固结，浅层地下水受到污染；用于开发地热的设施是低质量的，井口装置不佳，井管腐蚀严重，许多设备不适用于高温，因陋就简，没有采用换热设备；没有进行梯级利用，造成热能严重浪费；热田的管理人员素质低，缺乏必要的地热知识。总之，目前许多拥有地热资源的国家都在着手研究是否广泛开发利用这种地下资源，特别是低焓地热资源，这取决于经济的、技术的和环境的众多的因素。由于地热资源需要进行勘探和钻井，并只能就近利用，所以其初投资费用一般较高，但其运行管理费用则是低的。【参考文献】：1 Einarsson S S．Geothermat Energy，UNESCO．Paris，1973，123～1342 Lindal B．Geothermal Energy，UNESCO，Paris，1973，135～1483 Barbier E，et al．Progress in Energy and Combustion Science．3(2)∶1977，73～1034 Gudmundsson J S．Geothermics，1988，17(1)∶119～1365 Ren Xiang，et al．Geothermal Resources Council Transactions 1990，14(1)：15～22(北京大学廖志杰教授撰) |
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