定义

地热能是地球上产生和存储的热能。热能是决定物质温度的能量。地热能大部分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，有一小部分能量来自太阳，大约占总的地热能的5%，表面地热能大部分来自太阳，有一小部分是通过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。

地热能是一种新的洁净能源，在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下，对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。在地热利用规模上，我国近些年来一直位居世界首位，并以每年近10%的速度稳步增长。

地热发电原理

地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用于发电。地热发电和火力发电的原理是一样的，都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。所不同的是，地热发电不像火力发电那样要装备庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地热能。地热发电的过程，就是把地下热能首先转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。

地热发电的分类

按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同，可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类：

（1）蒸汽型地热发电

蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电，但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。这种发电方式最为简单，但干蒸汽地热资源十分有限，且多存于较深的地层，开采技术难度大，故发展受到限制。其主要有背压式和凝汽式两种发电系统。

背压式发电系统

凝汽式发电系统

（2）热水型地热发电

热水型地热发电是地热发电的主要方式。

热水型地热电站有闪蒸系统和双循环系统两种循环系统：

1、闪蒸系统

闪蒸系统的流程：当高压热水从热水井中抽至地面，由于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽送至汽轮机做功，而分离后的热水可继续利用后排出，再回注入地层。

2、双循环系统

双循环系统的流程：地热水首先流经热交换器，将地热能传给另一种低沸点的工作流体，使之沸腾而产生蒸汽，蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽器，再通过热交换器而完成发电循环。

地热发电优缺点

（1）优点

1、地热能不易挥发。地球土壤可储存太阳热能，热能在霜线以下不会受到季节性温度变化的影响，在霜线下方掩埋地热能设备，可有效利用储存在土壤中的热能。

2、地热系统不易损坏。地热系统运作方式是注入生态防冻水溶液的管道埋入房屋，安装适当便不易损坏，且地热能转换器可被水平、垂直放置，系统机变灵活度高，可适应多种地况。

3、地热能可持续性强。火山、岩浆等地热活动的典型寿命介于最低5000年到100万年以上，也使地热能成为一种再生能源，此外，地热库的天然补充率可达千兆瓦以上。

（2）缺点

1、地热能利用率低、污染严重。地热蒸汽的温度和压力不如火力发电，导致地热利用率低，且老式发电机组的热效率大约仅有20%，以致冷却水用量多于普通电站，热污染严重。

2、地热能间接费用高额。不同效能的差距在极端温度条件下尤为明显，在极冷、极热的条件下，取暖、制冷设备需高强度运转才能保证室内有舒适的温度，由此产生高额费用。

发展趋势

当前，我国的地热能与风能、太阳能相比，仍然是小众能源。作为可再生能源的地热能，资源的利用有多种形式。未来一段时间，更广泛地因地制宜、科学开发、按需供能将成为地热能大规模发展的必然选择。

2022年9月1日，自然资源部中国地质调查局出台《地质调查支撑服务新时代经济社会发展和生态文明建设的实施意见》和《全国地质调查“十四五”规划》提出，将在“十四五”期间加强地质作用固碳机理研究与增汇技术研发，深入开展地热资源开发利用与地质环境效应监测评价，围绕清洁能源基地、重要生态功能区和固碳地下空间编制国土空间碳中和区划“一张图”，进行相关发展战略、管理规章制度和技术标准研究，打造具有中国特色的碳中和地质路线图。

作为可再生能源的地热能，具有储量大、利用效率高、运行成本低和节能减排等优势。地热能资源的利用有多种形式，如发电、供热、制冷，甚至制取高于自身温度的低压蒸汽，尾水可以提取稀有矿物元素，并且可以通过梯级利用实现多种功能，大幅提高利用率。同时，地热能不受季节、气候、昼夜变化等外界因素干扰，稳定性极强。

此外，中国政府还将加强资源利用，推动地热能行业的发展和普及。未来几年，中国地热能行业将迎来爆发式增长，其市场规模和产业规模将不断扩大，贡献绿色发展。