聊聊地热能

三秦都市报 2020-09-21 23:49 大字

天气变冷，泡温泉的欲望就越高，随着国庆长假即将到来，温泉休闲游成为人们选择最多的休闲方式之一。那么说到温泉，我们不得不提的就是地热能，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。但人们认识地热资源并进行较大规模的开发利用始于20世纪中叶。那么，什么是地热能，它的开发利用方式有哪些？今天我们就来聊聊地热能的相关知识。

地热能的来源

地球内部就像一个大火炉，每深入地下100米，平均地温大约会提升3℃，如此高的温度产生的巨大能量在相对封闭的地球内部聚集，为了保持地球深部与地表的压力均衡，能量就会通过构造薄弱地带向地表释放，从而产生一处处火山，引发地震、形成温泉，这些巨大的能量就是地热能。

地热能所蕴含的能量大部分是来自地球深处的可再生性热能，还有一小部分能量来自太阳，大约占总的地热能的5%。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，把巨大的热量从地下深处带至近表层，可引发地震、形成温泉。据估计，地球内蕴藏的地热能总量约为煤的1.7亿倍。

我国地热资源分布较广，资源较丰富，温泉几乎遍及全国各地，地热资源主要集中在环太平洋地热带通过的台湾，地中海—喜马拉雅地热带通过的西藏南部和云南、四川西部，已发现全国共有地热温泉3000多个。陕西是温泉之乡，全国发现最早的温泉就在陕西境内。“春寒赐浴华清池，温泉水滑洗凝脂”，这是白居易描写杨贵妃垂青华清池温泉的诗句。陕西境内温泉资源丰富，著名的温泉洗浴和疗养胜地有临潼、蓝田、眉县、勉县、合阳等地，而这些地区都位于关中盆地（渭河盆地）之中，渭河盆地是一个地热资源丰富的断陷式盆地，新生代以来接受了巨厚的沉积，特别是盆地内的蓝田—灞河组、寇家村——冷水沟组、白鹿原组等埋深都在1000米以上，是良好的热储层。

地热能的优点及应用领域

地热资源按温度分为高温、中温、低温三类，温度在150℃以上为高温地热资源；温度在90—150℃之间的为中温地热资源；温度在25—90℃之间的为低温地热资源。低于25℃的水由于温度较低，不能被直接利用。但随着热泵技术的成熟，通过输入少量的电能使低于25℃的水用于热泵机组中循环介质的物理转换，循环介质的升温进一步通过热传导可产生40℃以上的水，用于供暖和供生活热水。因此地热能的概念有了进一步延伸，出现了浅层地热能的概念，又称浅层地温能。浅层地热能的优点是浅层地热能热泵只需要消耗少量的电能就可实现冬季供暖夏季制冷，不会造成环境污染，是一种绿色环保能源。

相比于化石能源（石油、天然气、煤炭）在燃烧过程中排放大量温室气体、氮氧化物和粉尘等大气污染物，开发利用地热能不产生废水废气废渣，对改善大气质量具有重要的作用。与太阳能、风能、潮汐能等新型能源相比不受气候影响，稳定性更好。目前已普遍应用于居民供暖、制冷，化工业、养殖业、农产品开发、旅游、医疗、发电等众多领域。目前，陕西省地热能主要直接应用于生产生活，如工农业生产、居民生活的供暖、制冷、供热水、医疗保健、洗浴、娱乐、温室、种植、养殖等方面均达到一定规模化应用。

根据《陕西省大中型城市浅层地热能调查评价》《关中盆地地热资源调查评价》项目调查成果，全省10个地级市和杨凌示范区中心城区规划区浅层地热能热容量为1.50×1015千焦/℃，可供暖/制冷面积为9.17亿平方米，是目前各类热源实际集中供暖面积的1.27倍；关中盆地中深层地热资源总量达3.23×1018千卡，相当于4610亿吨标准煤，为全省探明煤炭资源总量的3.34倍。

地热能类型及特点

陕西省地质调查院的专家介绍，陕西省地热能类型有浅层地热能、水热型地热能和干热岩型地热能，前两类均已得到较广泛开发利用，干热岩型地热能处于研究选区阶段。

地热能主要分布于构造活动带和大型沉积盆地中，根据埋藏深度和温度，划分为三类：开采深度一般小于200米，温度低于25℃的浅层地热能；开采深度一般在200-3000米之间，温度大于40℃的中深层地热能（水热型）；开采深度一般大于3000米，温度高于180℃的干热岩。

浅层地热能供热/制冷原理是利用地下200米以浅地层温度或地下水温度与地表的温度差，通过换热介质和热泵技术进行冬季热量提取和夏季热量释放，从而实现供暖和制冷。同样原理，利用城市中水、江河湖泊、矿井排水也可实现供暖/制冷。

水热型地热能因其自身较高的温度，一般只用于供暖，基本原理与浅层地热能供热原理相似。在回灌条件好、能实现抽灌平衡的地区则直接利用地热水供暖；在地热尾水回灌不适宜地区，采用取热不取水的方式间接实现供暖；开发利用干热岩一般采用对深部地层压裂的技术方法，增加岩体的孔隙率，采用换热介质提取深部高温热能。

浅层地热能依据其开发利用方式，可分为地下水地源热泵和地埋管地源热泵两种形式。地下水地源热泵形式仅在沿渭河、汉江、丹江较大流域的漫滩、低阶地区域适宜或较适宜；地埋管地源热泵形式在陕西大部分区域均适宜，资源丰富、开发前景广阔。

水热型（中深层）地热能资源具有明显的地域性和带状分布特点，在关中地区资源量丰富。关中地区中深层地热能分为盆地中部新生界孔隙裂隙型、秦岭山前构造裂隙型和渭北古生界岩溶溶隙裂隙型三种类型。新生界孔隙裂隙型地热水资源储量丰富，主要分布在关中地区中部和东部；秦岭山前构造裂隙型地热水主要分布于盆地南侧山前断裂带中，地热水温度较高，但流量偏小；渭北古生界岩溶溶隙裂隙型地热水主要分布在关中地区北缘，水量丰富，但不同区段流量悬殊较大，温度较低。

温馨提示：泡温泉要注意这些事项

泡温泉前一定要把身上的金属饰品摘下来，否则泉水中的矿物质很可能会造成首饰变色。

注意泉水的温度。泡温泉尽量从接近人体温度的汤池开始泡，然后再选择较高温度的。突然泡太高水温的汤池，容易使人晕眩。温泉水温较高，人体的水分也会迅速蒸发，所以要及时补充水分。

温度不宜太高。一般最佳的温泉温度在40～45℃。水温过高易造成器官供血不足，同时人体会流失很多水分，造成缺氧、头晕等，还有烫伤皮肤的风险；水温如果低于40℃，则可能受凉感冒。温泉池有微温、温浴、高温多个选择，看清温度区间，想泡高温池，也要从低到高，让皮肤有个适应过程。

时间不宜太长。长时间泡在温度比体温高的水中，会蒸发大量汗液，时间久了，如果没及时补充水分，会出现口干、胸闷等不适感。医生提醒，浸泡时间以15～20分钟为宜，中间最好能起身1～2次。

婴幼儿不宜。泡温泉会大量出汗，增加耗氧量和身体负担，因此0～3岁的孩子不适合。小孩子的皮肤娇嫩，无论泡温泉还是洗热水澡都不宜温度过高、时间过长，否则易造成皮肤干燥，甚至脱水。

此外，特殊人群和身上有创口的不宜泡温泉。患有高血压、心脑血管疾病、呼吸系统疾病的人不宜泡温泉;糖尿病患者不宜长时间泡温泉，孕妇尽可能也不要泡温泉，尤其是怀孕初期及末期的孕妇。

本报记者王嘉

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