地?zé)岚l(fā)電(Geothermal Power)是利用地下蒸汽或熱水等地球內(nèi)部的熱能資源來(lái)發(fā)電。地下的干蒸汽可直接引入汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。地下的熱水可用減壓擴(kuò)容的方法，使部分熱水汽化，產(chǎn)生蒸汽以驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電;或利用地下熱水的熱量來(lái)加熱低沸點(diǎn)的有機(jī)化合物液體(如氯乙烷、異丁烷等)使其沸騰汽化，將氣體引入汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。
在20世紀(jì)，對(duì)電力的需求導(dǎo)致人們考慮將地?zé)崮苡米靼l(fā)電源。皮耶羅·吉諾里·孔蒂(Piero Ginori Conti)王子于1904年7月4日在意大利拉德瑞羅地?zé)崽餃y(cè)試了第一臺(tái)地?zé)岚l(fā)電機(jī)。它成功點(diǎn)亮了四個(gè)燈泡。后來(lái)在1911年，世界上第一個(gè)商業(yè)地?zé)犭娬?Larderello Geothermal Power Station)在那里建立。1920年代在日本別府和加利福尼亞的間歇泉建造了實(shí)驗(yàn)發(fā)電機(jī)，但是直到1958年，意大利才是世界上唯一的地?zé)岚l(fā)電工業(yè)生產(chǎn)國(guó)使用的技術(shù)包括干蒸汽發(fā)電站，閃蒸蒸汽發(fā)電站和二元循環(huán)發(fā)電站。目前有26個(gè)國(guó)家使用地?zé)岚l(fā)電,而有70個(gè)國(guó)家使用地?zé)峒訜帷?010年全球地?zé)嵫b機(jī)容量為9998MW，到2019年增長(zhǎng)到13931MW，十年間增長(zhǎng)了40%。
地?zé)岚l(fā)電站類型
地?zé)岚l(fā)電站與其他蒸汽輪機(jī)熱力發(fā)電站相似，由燃料源(在地?zé)岬那闆r下是地球的核心)產(chǎn)生的熱量用于加熱水或其他工作流體。然后，使用工作流體來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)的渦輪，從而產(chǎn)生電力。然后，流體被冷卻并返回到熱源。地?zé)岚l(fā)電站分為三種類型：干蒸汽發(fā)電站、閃蒸電站和二元循環(huán)發(fā)電站。
?、?干蒸汽發(fā)電站(Dry steam power stations)
干式蒸汽站是最簡(jiǎn)單，最古老的設(shè)計(jì)。這種類型的電站并不常見(jiàn)，因?yàn)樗枰环N能產(chǎn)生干蒸汽的資源，但是效率最高，設(shè)施最簡(jiǎn)單。在這些地方，儲(chǔ)層中可能有液態(tài)水，但沒(méi)有水產(chǎn)生，只有蒸汽產(chǎn)生。干蒸汽發(fā)電直接使用150℃或更高的地?zé)嵴羝麃?lái)轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪機(jī)。當(dāng)渦輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，它為發(fā)電機(jī)供電，然后發(fā)電機(jī)發(fā)電并增加了功率場(chǎng)。然后，蒸汽被排放到冷凝器。在這里，蒸汽變回液體，然后冷卻水。水冷卻后，它沿管道向下流動(dòng)，將冷凝水導(dǎo)回深井，在那里可以將其重新加熱并再次生產(chǎn)。在加利福尼亞州的間歇泉，在發(fā)電的頭三十年后，蒸汽供應(yīng)已經(jīng)耗盡，發(fā)電量大大減少。為了恢復(fù)以前的能力，在1990年代和2000年代開(kāi)發(fā)了補(bǔ)充注水技術(shù)，包括利用附近市政污水處理設(shè)施的廢水。
⑵ 閃蒸發(fā)電站(Flash steam power stations)
閃蒸發(fā)電站將深的高壓熱水吸入低壓罐，并使用產(chǎn)生的閃蒸蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)。他們要求流體溫度至少為180℃，通常更高。這是當(dāng)今運(yùn)行中最常見(jiàn)的站類型。閃蒸發(fā)電廠使用的地?zé)崴畮?kù)的溫度高于360℉(182℃)。熱水在自身壓力下流經(jīng)地下的水井。隨著向上流動(dòng)，壓力降低，一些熱水沸騰成蒸汽。然后將蒸汽與水分離，并用于驅(qū)動(dòng)渦輪/發(fā)電機(jī)。任何剩余的水和冷凝的蒸汽都可以注入到儲(chǔ)層中，從而成為潛在的可持續(xù)資源。
?、?二元循環(huán)發(fā)電站(Binary cycle power stations)
二元循環(huán)發(fā)電站是最新的發(fā)展，可以接受低至57℃的流體溫度。中等熱的地?zé)崴煞悬c(diǎn)比水低得多的二次流體通過(guò)。這導(dǎo)致二次流體閃蒸，然后驅(qū)動(dòng)渦輪。這是當(dāng)今正在建造的最常見(jiàn)的地?zé)犭娬?。使用有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine )和卡利納循環(huán)(Kalina cycles )。這類站的熱效率通常約為10～13%。
地?zé)嵫b機(jī)容量最大的國(guó)家
2019年占地?zé)嵫b機(jī)總?cè)萘孔疃嗟氖敲绹?guó)(18.3%)、印度尼西亞(15.3%)、菲律賓(13.8%)、土耳其(10.9%)、新西蘭(6.9%)。中國(guó)排序第19名，地?zé)嵫b機(jī)容量進(jìn)展不大。
地?zé)岚l(fā)電占全球發(fā)電份額很少，來(lái)支撐國(guó)家經(jīng)濟(jì)的還沒(méi)有，但有的國(guó)家地?zé)岚l(fā)電份額很可觀，地?zé)岚l(fā)電可滿足一些國(guó)家的電力需求。靠地?zé)岚l(fā)電占本國(guó)一次能源消費(fèi)最多的國(guó)家是肯尼亞(51%)、冰島(30%)、菲律賓(27%)、薩爾瓦多(25%)、新西蘭(14.5%)、尼加拉瓜(9.9%)，并滿足冰島90%以上的供熱需求。主要優(yōu)點(diǎn)是它不受天氣條件的影響，并且具有很高的容量系數(shù);由于這些原因，在某些情況下，地?zé)岚l(fā)電廠有能力提供基本負(fù)荷的電力，并提供短期和長(zhǎng)期靈活性的輔助服務(wù)。
地?zé)嵫b機(jī)容量最大的國(guó)家(MW)
世界上最大的地?zé)岚l(fā)電站
目前世界上裝機(jī)容量在10MW以上有73座地?zé)岚l(fā)電站，裝機(jī)容量為13931MW，到2022年估計(jì)將擴(kuò)展259.9MW。
世界上最大的地?zé)岚l(fā)電站
中國(guó)最早最大的地?zé)岚l(fā)電站
羊八井地?zé)崽?Yangbajain Geothermal Field)是中國(guó)西藏自治區(qū)當(dāng)雄縣附近，占地40平方公里(15平方英里)。在地面上傳遞的自然熱能高達(dá)每秒107,000千卡。成立于1977年。 它是西藏第一座地?zé)犭娬?，也是中?guó)最大的地?zé)嵴羝l(fā)電廠。從1981年 4,000千瓦電力開(kāi)始沿著一條沿著堆龍河向東南延伸的輸電線路輸送到拉薩。它是拉薩的主要電力來(lái)源，直到羊卓雍湖抽水蓄能電廠(Yamdrok Hydropower Station)在1998年投入運(yùn)行。 鉆孔內(nèi)的最高溫度為125.5°C(257.9°F)。 到2000年底，羊八井地?zé)嵴疽寻惭b了8臺(tái)蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)，每臺(tái)的容量為3,000 kW，總功率為25181kW。地?zé)崽锏叵蚰喜康睦_市提供25,181千瓦，或每年1億千瓦。 截至2000年，洋八井發(fā)電廠每天使用的淺水庫(kù)水量為1200噸，但壓力迅速下降，渦輪機(jī)無(wú)法滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。正在鉆較深的井，以開(kāi)采較低層的導(dǎo)熱液。
羊八井地?zé)犭娬?/span>
評(píng)論