地热能是一种清洁可再生能源,它可以用来供暖、养殖,也可以用来发电。理论上,地球内部温度高达4500℃,仅地表下10km内的地壳存储的地热能是全球石油和天然气储量的5万倍,整个地热能的蕴藏量相当于煤炭储量热能的1.7亿倍[1]。
地热发电具有高效、稳定、连续的优点。与其他可再生新能源相比,平均能源利用效率是风电的3~4倍,太阳能的4~5倍,生物质能的1.5倍[1]。地热发电根据地热流体温度不同分为干蒸汽、闪蒸、双工质。
当地热流体以过热蒸汽形式存在时,将干蒸汽通入透平做功发电,如图1。当地热流体为气液混合物,采用闪蒸,使流体气液分离,气体通入透平做功发电,如图2。当地热流体温度压力较低,将其当做热源,加热低沸点工质产生高温高压蒸汽,通入透平做功发电,如图3。
图1 干蒸汽地热发电[2]
图2 闪蒸地热发电[2]
图3 双工质地热发电[2]
图4 Piero Ginori Conti王子的15kW地热蒸汽发电机[3]
图5 背压式干蒸汽第1循环发电厂[4]
世界上第一个地热发电站是意大利的拉尔代雷洛干蒸汽地热发电厂,其历史可以追溯到1904年,当时Piero Ginori Conti王子建造了一个小型蒸汽机,该蒸汽机利用了自然蒸汽流,点亮了5个灯泡,奠定了干蒸汽发电厂的基础[1]。
【参考文献】
[1] Dipippo R . Geothermal power plants : principles, applications, case studies and environmental impact[J]. Geothermics, 2009, 13(4294):405.
[2] 黄璜, 刘然, 李茜,等. 地热能多级利用技术综述[J]. 热力发电, 2021, 50(9):10.
[3] Barbier E . Eighty years of electricity from geothermal steam[J]. Geothermics, 1984, 13(4):389-401.
[4] DiPippo, R., 2015. Geothermal power plants: evolution and performance assessments. Geothermics 53.