“人造地热”的利用讲了什么科学知识? 地热能的利用原理

作者&投稿:皇肺 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

在地热开发利用逐步深入的条件下,以美国为首的科学家提出了开发地下干热岩的构思,也可以说是人造地热的设想。因为地层深部,特别是与火山岩有关的地层,岩石干热,没有含水层,地热无法输出。20世纪70年代初,美国洛斯阿拉莫斯科学实验室开始试验,采用打斜钻井的技术,将钻孔打到3000~4000米的干热岩体上,获得温度250℃以上,并将岩石破碎,由一个钻孔注入冷水,从另一钻孔提取热水,然后通过地面热交换器,即可输出地热加热的水,并用于发电。此项地热开发涉及到一系列高新技术,如深孔斜钻技术,深层热岩破碎技术以及许多耐高温、高强度材料问题等。美国能源部投入了大量科研经费支持继续试验。与此同时,日本、瑞典、英国和德国也开始了此项探索。由于投资大,其他国家尚未列入地热开发议程。但是,干热岩存在的广泛性,将不受现有地热资源分布的局限,无疑,地热开发将具有光明的前景。

一般地下矿藏,包括各种化石能源资源都是不可再生的。但是地热资源是否可以再生?这是一个有争议的问题。有人用断面流量法评估地热资源时发现,有些地热热储常常不断地接受来自更深层热流运移的影响,由于地热开采而加剧从周围带来的热量。因此说地热是可以再生的,并希望通过回灌能增加地热水。当然,即使地热可以再生,它也不会像太阳能、风能等那样明显地再生,地热水的加热可能时间很长,然而对于漫长的地质时间观来说,它还是较短的。这是一个值得探讨的问题。正如我国著名地质学家李四光教授曾经说过的“地球是一个大热库,地下热能的开发与利用,是件大事情,就像人类发现煤炭、石油可以燃烧一样,这是人类历史上开辟的一个新能源库,也是地质工作的一个新领域”。我们相信,这种新能源和新领域必将在新技术的发展中弄得更加清楚,并更好地为人类服务。



造福人类的太阳能利用技术讲了什么科学知识?~

太阳能是一种取之不尽用之不竭的天然能源。目前世界各国都不同程度制定了“阳光规划”,主要从太阳的热能和太阳光能两方面研究。太阳热能利用已比较普遍,如太阳灶、太阳能热水器、太阳能干燥器等,当然也有国家在研究太阳能锅炉。太阳光发电技术研究进展较快,其原理是利用光电效应将太阳光直接转换成电能,关键技术是提高材料的光电转换效率,经过研究试制发现,各种半导体材料如单晶硅、多晶硅、砷化镓、硫化镉等材料都可制作光电池管。日本利用非晶硅薄膜作光电池管,不但成本降低,转换率也能达到15%左右。随着转换率的提高,其应用范围已从人造卫星等航行器,逐步扩大到作为地面特殊场合的辅助能源,如我国拉不上电网的边远地区,农牧民用电就可采用这项技术。若将来能利用超导材料制成大容量太阳能蓄电装置,就可长时间、无损耗地大量贮存太阳能,从而使太阳能利用得到更快的发展。
人们还在设想发射人造太阳能卫星。把太阳能电池盘送进地球同步轨道,不分四季和昼夜,把太阳光转换成电能,然后经过换能器把电能转换成微波能,从太空中源源不断地向地球表面输送,地球上的接收天线将接收到的微波能再转换成电能,输送到电网。这项技术如能有根本性突破,那将从根本上改变人类利用能源的紧张状况。

地热能〔Geothermal Energy〕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。地球内部的温度高达7000℃,而在80至100公英里的深度处,温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。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,并抽取其能量。地热能是可再生资源。人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。但真正认识地热资源并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶。   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。 人造地热能EGS(Enhanced Geothermal Systems)是为了解决全球暖化对于干净能源的大量需求而逐渐成为21世纪显学的一种新方法,最初概念70年代已经提出但是一直没有受到重视,因为地热分布地区极为受限,于是有人提出采用深度钻孔技术于任何地方钻至靠近地底熔岩附近300度以上的区域,至少钻2井一井注入热水一井收回地热蒸气发电,如果成本允许钻更多回收井则可以减少散失蒸气;增加发电效能。 虽然原理简单但是由于所需井深极深达5公里以上,又要通过许多坚硬花岗岩地壳,传统冲钻法需磨损数百具高价钻头成本太大,而地底状况难以掌握有可能钻出水汽不能流通的废井,加上地热在大众媒体关注不如太阳能和风力高,诸多因素使人不愿投资而停于实验阶段。   但是新兴科技例如水热钻机、等离子钻机的概念已经提出,钻井成本有望大幅下降,届时地热能不受位置和气候影响能提供24小时稳定基载电量的特性,建设时间、成本和大众疑虑又远低于核能;很有望成为最具竞争力绿色能源和全球暖化的解救方案。

地下滚烫的岩浆也能成为新能源?浅谈人类对干热岩的探索与利用
答:同年,我国科学家前往法国和意大利进行学术交流,对地热发电站进行考察,吸收学习干热岩发电方面的经验和先进技术。 如今,我国的干热岩研究事业仍旧在不断发展当中,相信在未来,一定能够攻克技术难关,实现干热岩资源的高效利用,解决全国乃至全球范围内的能源问题。 已赞过 已踩过< 你对这个回答的评价是? 评论 收起 ...

温泉是如何形成的?有哪些科学原理?
答:在饱腹情况下建议也不要立即泡温泉。人造温泉在当今经济条件的支持下,人们也发现了人造温泉的方法,人造温泉是通过科学方法,从自然温泉中提炼出相关主要成分,分析并研究,再加入特制的人工温泉片剂,融入特定温度下的水中,溶解后会形成人造温泉。与自然温泉相比,人造温泉显然没有那么大的功效,顶多会为...

地热资源的利用与开发的意义是什么?
答:1、地热直接供暖 燃煤锅炉的大量使用是造成空气受到严重污染的重要原因。目前,北京市政府已明令规定在主要城区取消燃煤锅炉,代之以燃油或燃气,以减小大气污染程度。但燃气和燃油前期投入和运行成本都十分昂贵。而地热资源的开发为这个问题的解决提供了一条可行之路。大力提倡与推广地热供暖,将对环保事业...

地热能是怎么利用的,都有哪些著名的地热能建筑?
答:人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。但真正认识地热资源并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类,而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下:1、直接利用:目前地热能的直...

地热利用的用途
答:在直接利用地热的系统中,尽管有时因地热流中的盐和泥沙的含量很低而可以对地热加以直接利用,但通常都是用泵将地热流抽上来,通过热交换器变成热气和热液后再使用。这些系统都是最简单的,使用的是常规的现成部件。地热能直接利用中所用的热源温度大部分都在40℃以上。如果利用热泵技术,温度为20℃或...

地热能是什么?
答:由于人类对岩策层附近液体的构成还一无所知,因此至少需要10年的研究才有可能将上述地热能转化成可利用的能量。尽管如此,巨大的地热能前景广阔。 问题六:地热能的优点是什么? 与地热发电相比,地热能的直接利用有三大优点:一是热能利用效率高达50%~70%,比传统地热发电5%~20的热能利用效率高出很多;二是开发时间短...

地暖的真的有哪些危害呢
答:如果有人担心地辐热有辐射,担心的应该是电地热的电磁辐射,热水地热是没有辐射的。其实电地热的电磁辐射量也不至于致癌,就像家里的冰箱、电视、微波炉一样,凡是电器都会有电磁辐射,而手机几乎24小时被人们携带,辐射量不是更大?地辐热会致癌的说法没有什么科学依据。室温升高 有害物释放会加速有人认为,地暖致癌说...

造福人类的太阳能利用技术讲了什么科学知识?
答:日本利用非晶硅薄膜作光电池管,不但成本降低,转换率也能达到15%左右。随着转换率的提高,其应用范围已从人造卫星等航行器,逐步扩大到作为地面特殊场合的辅助能源,如我国拉不上电网的边远地区,农牧民用电就可采用这项技术。若将来能利用超导材料制成大容量太阳能蓄电装置,就可长时间、无损耗地大量...

地热能的利用
答:150℃双循环发电,供暖,制冷,工业干燥,脱水加工,回收盐类,罐头食品;4、50~100℃供暖,温室,家庭用热水,工业干燥;5、20~50℃沐浴,水产养殖,饲养牲畜,土壤加温,脱水加工。许多国家为了提高地热利用率,而采用梯级开发和综合利用的办法,如热电联产联供,热电冷三联产,先供暖后养殖等。

关于地热资源的永续利用问题
答:地下热水大都是由大气降水渗入地下的过程中,因受地球热能的影响而形成温度不同的地下热水,通过一定的通道又带到地面而形成的。地下热水的水量主要靠地表径流的补给,它并不是取之不尽、用之不竭的。如果在开发利用中不注意资源的保护,则后果是可想而知的。因此,为使地热资源得到永续利用,必须增加...