什么是地热能?
地热能是地球内部产生的热能。放射性元素在地核和地幔内不断衰变。这一过程产生热量,热量向地球表面辐射。在此过程中,热量与自然形成的地热储层相遇,地热储层通常含有热水或蒸汽。我们利用这些 热液资源 利用地热能。
地热能的优势
- 它是可再生的并且碳足迹低。
- 与风能和太阳能等可变可再生能源不同,它可以全天候提供稳定的能源,因此是一种很好的 基载资源.
- 随着我们开发出更先进的技术,地热产业具有增长和探索的潜力。
地热能的缺点
- 地热发电厂的选址受到限制,因为发电厂依赖于地热储层。
- 地下钻探有时会释放出滞留的温室气体。新型二元循环发电厂可帮助我们避免这种风险。
地热能如何转化为电能?
地热发电厂依靠水和蒸汽等热液资源发电。为了获取这些资源,地热发电厂需要钻入地下地热储层。热液资源通过管道输送到地面,用于驱动与发电机相连的涡轮机旋转。地热发电厂主要有三种类型:闪蒸汽、干蒸汽和二元循环。
闪蒸汽
闪蒸汽发电厂是最常见的地热发电厂。它们利用地下极热高压水库。压力将水推到地面,收集在闪蒸罐中,煮沸成蒸汽,推动涡轮机旋转。剩余的水被送回地下水库。
(图片来源:美国能源信息署)
干蒸汽
干蒸汽发电厂直接使用地下水库中的蒸汽来推动涡轮机。剩余的蒸汽被冷凝并以水的形式返回水库。第一座地热发电厂就是干蒸汽发电厂。
(图片来源:美国能源信息署)
二元循环
二元循环电厂使用来自储层的热水来加热沸点较低的二次液体。来自该二次液体的蒸汽用于旋转涡轮机。地热热水从不直接与二次液体或涡轮机接触。二元循环电厂是最新类型的地热电厂。它们可以在较低的温度下运行,并且更环保。
(图片来源:美国能源信息署)
地热发电厂在哪里?
地热发电厂依赖于靠近地球表面的地热储层。这些储层通常位于板块边界沿线的活跃地热区。这些地区包括 火环 以及从冰岛到印度尼西亚等世界各地的热点地区。地质学家可以通过钻入地下并测量温度来检测地热储层。
什么是地热热泵?
热泵是我们利用地热能的另一种方式。地热热泵通过在建筑物和地球之间传递热量来帮助维持稳定的温度。该系统通过一条长长的环形地下管道循环水或制冷剂。当泵处于加热模式时,来自地球的热量会向上移动到建筑物。当泵处于冷却模式时,热量被泵下来并释放到地球中。地热热泵既环保又节能。
(图片来源:EPA)