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，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)嵴羝麃磙D(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。
⑶ 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。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，來支撐國(guó)家經(jīng)濟(jì)的還沒有，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?？康?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)犭娬荆彩侵袊?guó)最大的地?zé)嵴羝l(fā)電廠。從1981年 4,000千瓦電力開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)無法滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。正在鉆較深的井，以開采較低層的導(dǎo)熱液。
羊八井地?zé)犭娬?/span>
評(píng)論