⑴ 地熱是怎樣利用的
地熱利用就是指對地熱水或地熱蒸氣能量的利用。最廣泛的是對地熱直接利用，目前世界上地熱直接利用總量已達8228兆瓦。其中用於冬季取暖的佔33%，溫室種植佔12%，溫室養殖佔13%，洗浴佔15%，工業利用佔10%。此外還用於農業乾燥、融雪等。
位於大西洋北岩靠近北極圈的冰島，冰島顧名思議它是一個冰冷的島國，那兒氣候嚴寒，85%的居民都利用地熱取暖，居世界首位，全國消耗的熱能80%來自地熱。
我國地跨世界兩大地熱帶，地熱資源豐富。已探明的地熱能儲量約相當4626億噸標准煤燃燒時所產生的熱量，而目前已被開發利用的還不到十萬分之一，潛力很大。僅溫度在100℃以下的天然的地熱泉就達3500多處。在西藏、雲南和台灣等地，還有許多溫度超過150℃以上的高溫地熱資源。我們的祖先早在2000多年前就利用溫泉洗浴醫病和灌溉農田。
我國除利用地熱發電，還利用地熱採暖。目前我國天津地區已有地熱採暖面積約320萬平方米，年節約煤約9萬噸。西安市地熱採暖面積已達10萬平方米。另外，利用中低溫地熱供暖的地區還有河北、遼寧、山東、河南、山西等地。全國地熱供暖面積已超過500萬平方米，廣泛應用地熱對於保護環境無疑是一種有力措施。
地熱還可以修造各種溫室，比如說我國有蔬菜溫室、花卉溫室、蘑菇溫室等。在西藏高原的寒冷季節，用地熱水供熱的溫室里，西紅柿、黃瓜果實累累，生趣盎然。另外，還利用地熱溫室培育出優良的高產水稻雜交品種。
利用地熱溫室還能培育珍貴樹種；培育蘋果苗可以縮短育苗期；地熱溫室培育的葡萄能長年結果。
地下熱水還可以用來發展水產養殖。羅非魚、甲魚、鰻魚、石斑魚及許多熱帶魚等，在地熱水產養殖場里游來游去。它們在北京也能安全過冬。
地下熱水在紡織、乾燥、造紙、機械、木材加工、製革等行業中都有應用。
我國北京是當今世界上6個開發利用地熱能較好的城市之一。目前，北京的地熱資源已得到廣泛利用。用於取暖的面積已達30多萬平方米，年節約煤約2萬噸。還用地熱溫室種植蔬菜，以及用地熱水育秧。北京還有地熱泉50多處，日洗浴6萬多人次。
地熱是一個巨大的寶庫，聰明的人類正在積極利用地熱資源，讓它更好地為人類服務。
⑵ 地熱能的開發怎樣利用
我們居住的地球，很像一個大熱水瓶，外涼內熱，而且越往裡面溫度越高。因此，人們把來自地球內部的熱能，叫地熱能。地熱能地球通過火山爆發和溫泉等途徑，將它內部的熱能源源不斷地輸送到地面。人們所熱衷的溫泉，就是人類很早開始利用的一種地熱能。然而，目前對地熱能大規模的開發利用還處於初始階段，所以說地熱還屬於一種新能源。
在距地面25～50千米的地球深處，溫度為200℃～1000℃；若深度達到距地面6370千米即地心深處時，溫度可高達4500℃。
據估算，如果按照當今世界動力消耗的速度，完全只消耗地下熱能，那麼即使使用4100萬年後，地球的溫度也只降低1℃。由此可見，在地球內部蘊藏著多麼豐富的熱能。地球溫度分布是很規律的，通常，在地殼最上部的十幾千米范圍內，地層的深度每增加30米，地層的溫度便升高約1℃；在地下15～25千米之間，深度每增加100米，溫度上升1.5℃；25千米以下的區域，深度每增加100米，溫度只上升0.8℃；以後再深入到一定深度，溫度就保持不變了。
地球深層為什麼儲存著如此多的熱能呢?它們是從哪裡來的?對於這個問題，目前還處於探索階段。不過，大多數學者認為，這是由於地球內部放射性物質自然發生蛻變的結果。在核反應的過程中，放出了大量的熱能，再加上處於封閉、隔斷的地層中，天長日久，經過逐漸的積聚，就形成了現在的地熱能。值得指出的是，地熱資源是一種可再生的能源，只要不超過地熱資源的開發強度，它是能夠補充而再生的。
通常，人們將地熱資源分為4類：
（一）水熱資源。這是儲存在地下蓄水層的大量地熱資源，包括地熱蒸汽和地熱水。地熱蒸汽容易開發利用，但儲量很少，僅占已探明的地熱資源總量的0.5％。而地熱水的儲量較大，約占已探明的地熱資源的10％，其溫度范圍從接近室溫到高達390℃。
（二）地壓資源。這是處於地層深處沉積岩中的含有甲烷的高鹽分熱水。由於上部的岩石覆蓋層把熱能封閉起來，使熱水的壓力超過水的靜壓力，溫度約為150℃~260℃之間，其儲量約是已探明的地熱資源總量的20％。
（三）乾熱岩。這是地層深處溫度為150℃~650℃左右的熱岩層，它所儲存的熱能約為已探明的地熱資源總量的30％。
（四）熔岩。這是埋藏部位最深的一種完全熔化的熱熔岩，其溫度高達650℃~1200℃。熔岩儲藏的熱能比其他幾種都多，約占已探明地熱資源總量的40％。
到目前為止，對於地熱資源的利用主要是水熱資源的開發。近年來，一些國家開始進行乾熱岩的開發研究和試驗，開鑿人造熱泉就是乾熱岩的具體應用之一。而地壓資源和熔岩資源的利用尚處於探索階段。
我國是世界上開發利用地熱資源較早的國家，發展也很快。北京就是當今世界上6個開發利用地熱較好的首都之一(其他5個是法國的巴黎、匈牙利的布達佩斯、保加利亞的索菲亞、冰島的雷克亞未克和衣索比亞的亞的斯亞貝巴)。
北京地熱水溫大都在25℃～70℃。由於地熱水中含有氟、氫、鎘、可溶性二氧化硅等特殊礦物成分，經過加工可製成飲用的礦泉水。有些地區的地熱水中還含有硫化氫等，因而很適於浴療和理療。
目前，北京的地熱資源已得到廣泛利用。例如，用於採暖的面積已達32萬多平方米，可節省建造鍋爐房投資300餘萬元，年節約煤1.8萬噸，而且每年還可減少燒煤取暖帶來的粉塵污染7.6噸。現有地熱泉洗浴50多處，日洗浴60000多人次；利用地熱水養的非洲鯽魚，生長快，肉味鮮美。北京一些印染廠還利用地熱水進行印染和退漿，每年可節約煤幾千噸。
除北京外，我國許多地區也擁有地熱資源，僅溫度在100℃以下的天然出露的地熱泉就有3500多處。在西藏、雲南和台灣等地，還有很多溫度超過150℃以上的高溫地熱田。台灣省屏東縣的一處熱泉，溫度曾達到140℃；在西藏的羊八井建有我國最大的地熱電站，這個電站的地熱井口溫度平均為140℃，發電裝機容量為10000千瓦，今後在這里還將建設更大的地熱電站。
從溫泉分布來看，我國地熱資源主要集中在東南沿海諸省和西藏、雲南、四川西部等地，這里形成了兩個溫泉數量多、溫度高、埋藏淺的地熱帶，分別稱為濱太平洋地熱帶和藏滇地熱帶。前一個地熱帶共有溫泉600多處，約佔全國熱水泉總數的1/3，其中溫泉水超過90℃的有幾十處，有的還超過100℃；後一個地熱帶是我國大陸上水熱活動最活躍的一個地區，有大量的噴泉和汽泉。這一地帶共有溫泉700多處，其中高於當地沸點的水熱活動區有近百處，是一個高溫水汽分布帶。此外，在我國東部的一些盆地內，也蘊藏著較豐富的地下熱水，這一地區的范圍很廣，北起松遼平原、華北平原，南到江漢平原、北部灣海域。例如，天津市區及郊區附近有總面積近700平方千米的地熱帶，其中深度超過500米、溫度在30℃以上的熱水井達380多口，最高水溫為94℃，年總開采量近5000萬噸，可利用的熱量相當於30多萬噸標准煤。
地熱在世界各地的分布也是很廣泛的。美國阿拉斯加的「萬煙谷」是世界上聞名的地熱集中地，在24平方千米的范圍內，有數萬個天然蒸汽和熱水的噴孔，噴出的熱水和蒸汽最低溫度為97℃，高溫蒸汽達645℃，每秒噴出2300萬公升的熱水和蒸汽，每年從地球內部帶往地面的熱能相當於600萬噸標准煤。紐西蘭有近70個地熱田和1000多個溫泉。溫泉的類型很多，有溫度可達200℃～300℃的高溫熱泉；有時斷時續的間歇噴泉；還有沸騰翻騰的泥漿地。橫跨歐亞大陸的地中海—喜馬拉雅地熱帶，從地中海北岸的義大利、匈牙利經過土耳其、俄羅斯的高加索、伊朗、巴基斯坦和印度的北部、中國的西藏、緬甸、馬來西亞，最後在印度尼西亞與環太平洋地熱帶相接。
有人做過計算，如果把全世界的火山爆發和地震釋放的能量，以及熱岩層所儲存的能量除外，僅地下熱水和地熱蒸汽儲存的熱能總量，就為地球上全部煤儲藏量的1.7億倍。在地下3千米以內目前可供開採的地熱，相當於29000億噸煤燃燒時釋放的全部熱量。可以看出。地熱能的開發與利用有著廣闊的前景。
對於地熱能的開發與利用，如果從1904年義大利建成世界第一座地熱發電站算起，已有近100年的歷史了。但是，只有近二三十年來地熱能的開發利用才逐漸引起世界各國的普遍注意和重視。
據統計，目前世界上已有120多個國家和地區發現或打出地熱泉與地熱井7500多處，使地熱能的利用得到不斷地擴大。地熱能的利用，當前主要是在採暖、發電、育種、溫室栽培、洗浴等方面。美國一所大學有3口深600米的地熱水井，水溫為89℃，可為總面積達46000多平方米的校舍供暖，每年節約暖氣費25萬美元。冰島雖然處在寒冷地帶，但有著豐富的地熱資源，目前全國人口的70％以上已採用地熱供暖。
利用地熱能發電，具有許多獨特的優點：建造電站的投資少，通常低於水電站；發電成本比水電、火電和核電站都低；發電設備的利用時數較長；地熱能幹凈，不污染環境；發電用過的蒸汽和熱水，還可以用於取暖或其他方面。
現在，美國、日本、俄羅斯、義大利、冰島等許多國家都建成了不同規模的熱電站，總計約有150座，裝機總容量達320萬千瓦。
地熱發電地熱發電的原理與一般火力發電相似，即利用地熱能產生蒸汽，推動汽輪發電機組發出電來。目前，全世界約有3/4的地熱電站是利用高溫水蒸氣為能源來發電的。這種電站是將地熱蒸汽引出地面後，先進行凈化，除掉所含的各種雜質，然後就可以推動汽輪發電機發電。以高溫蒸汽為能源的地熱電站，大多採用汽水分離的方法發電；對於以地下熱水為能源的電站，一般通過一定的途徑用地下熱水為熱源產生蒸汽，然後用蒸汽來推動汽輪發電機組發電。
另外，地熱能在工業上可用於加熱、乾燥、製冷與冷藏、脫水加工、淡化海水和提取化學元素等；在醫療衛生方面，溫泉水可以醫治皮膚和關節等的疾病，許多國家都有供沐浴醫療用的溫泉。
由於天然熱泉較少，而且不是各地都有，因而在一些沒有天然熱泉的地區，人們就利用廣泛分布的乾熱岩型地熱能人工造出地下熱泉來。人造熱泉是在乾熱岩型的熱岩層上開鑿而成的，世界上最早的人造熱泉是在美國新墨西哥州北部開鑿的，井深達3000米，熱岩層的溫度為200℃。
美國已建造了人造熱泉熱電廠，發電量為5萬千瓦。另外，還在洛斯阿拉莫斯國立實驗所鑽了2眼深4389米的地熱井，先把水泵入井內，12小時後再抽上來，這時水溫已高達375℃。法國先後開鑿了6眼人造熱泉，其中每眼井深6000米，每小時可獲得溫度達200℃熱水100噸。
目前，美國的地熱發電站的裝機容量已達930萬千瓦，到2020年將增加到3180萬千瓦。
現在，隨著科學技術的發展，人們開始在岩漿體導熱源周圍建立人工熱能存積層，以便開發利用熱源蒸汽的高溫岩體來發電。人們預計，到21世紀末，全世界地熱發電的總能力可達1億千瓦。
⑶ 地熱能利用有哪些方式
人類很早以前就開始利用地熱能，例如利用溫泉沐浴、醫療，利用地下熱水取暖、建造農作物溫室、水產養殖及烘乾穀物等。但真正認識地熱資源並進行較大規模的開發利用卻是始於20世紀中葉。地熱能的利用可分為地熱發電和直接利用兩大類，而對於不同溫度的地熱流體可能利用的范圍如下：
1、2O0～400℃直接發電及綜合利用；
2、150～200℃雙循環發電，製冷，工業乾燥，工業熱加工；
3、10O～15O℃雙循環發電，供暖，製冷，工業乾燥，脫水加工，回收鹽類，罐頭食品；
4、50～100℃供暖，溫室，家庭用熱水，工業乾燥；
5、20～50℃沐浴，水產養殖，飼養牲畜，土壤加溫，脫水加工；
現在許多國家為了提高地熱利用率，而採用梯級開發和綜合利用的辦法，如熱電聯產聯供，熱電冷三聯產，先供暖後養殖等。
近年來，國外對地熱能的非電力利用，也就是直接利用，十分重視。因為進行地熱發電，熱效率低，溫度要求高。所謂熱效率低。就是說，由於地熱類型的不同，所採用的汽輪機類型的不同，熱效率一般只有6.4～18．6％，大部分的熱量白白地消耗掉。所謂溫度要求高，就是說，利用地熱能發電，對地下熱水或蒸汽的溫度要求，一般都要在150℃以上；否則，將嚴重地影響其經濟性。而地熱能的直接利用，不但能量的損耗要小得多，並且對地下熱水的溫度要求也低得多，從 15～180℃這樣寬的溫度范圍均可利用。在全部地熱資源中，這類中、低溫地熱資源是十分豐富的，遠比高溫地熱資源大得多。但是，地熱能的直接利用也有其局限性，由於受載熱介質—熱水輸送距離的制約，一般來說，熱源不宜離用熱的城鎮或居民點過遠；不然，投資多，損耗大，經濟性差，是劃不來的。
目前地熱能的直接利用發展十分迅速，已廣泛地應用於工業加工、民用採暖和空調、洗浴、醫療、農業溫室、農田灌溉、土壤加溫、水產養殖、畜禽飼養等各個方面，收到了良好的經濟技術效益，節約了能源。地熱能的直接利用，技術要求較低，所需設備也較為簡易。在直接利用地熱的系統中，盡管有時因地熱流中的鹽和泥沙的含量很低而可以對地熱加以直接利用，但通常都是用泵將地熱流抽上來，通過熱交換器變成熱氣和熱液後再使用。這些系統都是最簡單的，使用的是常規的現成部件。
地熱能直接利用中所用的熱源溫度大部分都在40℃以上。如果利用熱泵技術，溫度為20℃或低於20℃的熱液源也可以被當作一種熱源來使用（例如美國、加拿大、法國、瑞典及其他國家的做法）。熱泵的工作原理與家用電冰箱相同，只不過電冰箱實際上是單向輸熱泵，而地熱熱泵則可雙向輸熱。冬季，它從地球提取熱量，然後提供給住宅或大樓（供熱模式）；夏季，它從住宅或大樓提取熱量，然後又提供給地球蓄存起來（空調模式）。不管是哪一種循環，水都是加熱並蓄存起來，發揮了一個獨立熱水加熱器的全部的或部分的功能。由於電流只能用來傳熱，不能用來產生熱，因此地熱泵將可以提供比自身消耗的能量高3～4倍的能量。它可以在很寬的地球溫度范圍內使用。在美國，地熱泵系統每年以 20％的增長速度發展，而且未來還將以兩位數的良好增長勢頭繼續發展。據美國能源信息管理局預測，到2030年地熱泵將為供暖、散熱和水加熱提供高達68Mt油當量的能量。
對於地熱發電來說，如果地熱資源的溫度足夠高，利用它的好方式就是發電。發出的電既可供給公共電網，也可為當地的工業加工提供動力。正常情況下，它被用於基本負荷發電，只在特殊情況下，才用於峰值負荷發電。其理由，一是對峰值負荷的控制比較困難，再就是容器的結垢和腐蝕問題，一旦容器和渦輪機內的液體不滿和讓空氣進入，就會出現結垢和腐蝕問題。
總結上述，地熱能利用在以下四方面起重要作用。
1．地熱發電
地熱發電是地熱利用的最重要方式。高溫地熱流體應首先應用於發電。 地熱發電和火力發電的原理是一樣的，都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉變為機械能，然後帶動發電機發電。所不同的是，地熱發電不象火力發電那樣要備有龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱能。地熱發電的過程，就是把地下熱能首先轉變為機械能，然後再把機械能轉變為電能的過程。要利用地下熱能，首先需要有「載熱體」把地下的熱能帶到地面上來。目前能夠被地熱電站利用的載熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水。按照載熱體類型、溫度、壓力和其它特性的不同，可把地熱發電的方式劃分為蒸汽型地熱發電和熱水型地熱發電兩大類。
地熱發電示意圖
（1）蒸汽型地熱發電
蒸汽型地熱發電是把蒸汽田中的干蒸汽直接引人汽輪發電機組發電，但在引人發電機組前應把蒸汽中所含的岩屑和水滴分離出去。這種發電方式最為簡單，但干蒸汽地熱資源十分有限，且多存於較深的地層，開采技術難度大，故發展受到限制（參考《資源》欄目有關文章）。主要有背壓式和凝汽式兩種發電系統。
（2）熱水型地熱發電
熱水型地熱發電是地熱發電的主要方式。目前熱水型地熱電站有兩種循環系統：a、閃蒸系統。閃蒸系統如圖1所示。當高壓熱水從熱水井中抽至地面，於壓力降低部分熱水會沸騰並「閃蒸」成蒸汽，蒸汽送至汽輪機做功；而分離後的熱水可繼續利用後排出，當然最好是再回注人地層。 b、雙循環系統。雙循環系統的流程如圖2所示。地熱水首先流經熱交換 器，將地熱能傳給另一種低沸點的工作流體，使之沸騰而產生蒸汽。蒸汽進人汽輪機做功後進人凝汽器，再通過熱交換器而完成發電循環。地熱水則從熱交換器回注人地層。這種系統特別適合於含鹽量大、腐蝕性強和不凝結氣體含量高的地熱資源。發展雙循環系統的關鍵技術是開發高效 的熱交換器。
圖1 熱水型地熱發電的閃蒸系統
圖2 熱水型地熱發電的雙循環系統
地熱發電的前景是取決於如何開發利用地熱儲量大的乾熱岩資源。圖3是利用乾熱岩發電的示意圖。其關鍵技術是能否將深井打人熱岩層中。美國新墨西哥州的洛斯阿拉莫科學試驗室正在對這一系統進行遠景試驗。
圖3 利用於熱岩發電的示意圖
2．地熱供暖
將地熱能直接用於採暖、供熱和供熱水是僅次於地熱發電的地熱利用方式。因為這種利用方式簡單、經濟性好，倍受各國重視，特別是位於高寒地區的西方國家，其中冰島開發利用得最好。該國早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一個地熱供熱系統，現今這一供熱系統已發展得非常完善，每小時可從地下抽取7740t80℃的熱水，供全市11萬居民使用。由於沒有高聳的煙囪，冰島首都已被譽為「世界上最清潔無煙的城市」。此外利用地熱給工廠供熱，如用作乾燥穀物和食品的熱源， 用作硅藻土生產、木材、造紙、製革、紡織、釀酒、製糖等生產過程的熱源也是大有前途的。目前世界上最大兩家地熱應用工廠就是冰島的硅藻土廠和紐西蘭的紙槳加工廠。我國利用地熱供暖和供熱水發展也非常迅速，在京津地區已成為地熱利用中最普遍的方式。
3．地熱務農
地熱在農業中的應用范圍十分廣闊。如利用溫度適宜的地熱水灌溉農田，可使農作物早熟增產；利用地熱水養魚，在28℃水溫下可加速魚的育肥，提高魚的出產率；利用地熱建造溫室，育秧、種菜和養花；利用地熱給沼氣池加溫，提高沼氣的產量 等。 將地熱能直接用於農業在我國日益廣泛，北京、天津、西藏和雲南等地都建有面積大小不等的地熱溫室。各地還利用地熱大 力發展養殖業，如培養菌種、養殖非洲鯽魚、鰻魚、羅非魚、羅氏沼蝦等。
4．地熱行醫
地熱在醫療領域的應用有誘人的前景，目前熱礦水就被視為一種寶貴的資源，世界各國都很珍惜。由於地熱水從很深的地下提取到地面，除溫度較高外，常含有一些特殊的化學元素，從而使它具有一定的醫療效果。如合碳酸的礦泉水供飲用，可調節胃酸、平衡人體酸鹼度；含鐵礦泉水飲用後，可治療缺鐵貧血症； 氫泉、硫水氫泉洗浴可治療神經衰弱和關節炎、皮膚病等。 由於溫泉的醫療作用及伴隨溫泉出現的特殊的地質、地貌條 件，使溫泉常常成為旅遊勝地，吸弓怕批療養者和旅遊者。在日本就有1500多個溫泉療養院，每年吸引1億人到這些療養院休養。我國利用地熱治療疾病歷史悠久，含有各種礦物元素的溫泉眾多，因此充分發揮地熱的行醫作用，發展溫泉療養行業是大有可為的。
未來隨著與地熱利用相關的高新技術的發展，將使人們能更精確地查明更多的地熱資源；鑽更深的鑽井將地熱從地層深處取出，因此地熱利用也必將進人一個飛速發展的階段。
⑷ 國內外地熱能的廣泛利用有哪些
目前地熱能的直接利用發展十分迅速，已廣泛地應用於工業加工、民用採暖和空調、洗浴、醫療、農業溫室、農田灌溉、土壤加溫、水產養殖、畜禽飼養等各個方面，收到了良好的經濟效益，節約了能源。地熱能的直接利用，其技術要求較低，所需設備也較為簡易。在直接利用地熱能的系統中，盡管有時因地熱流中的鹽和泥沙的含量很低而可以對地熱能加以直接利用，但通常都是用泵將地熱流抽上來，通過熱交換器變成高溫氣體和高溫液體後再使用。
1．我國地熱能利用情況
目前，我國地熱資源的開發利用尚處於研發階段。2013年中國能源消費總量為37.5×108t標准煤，其中地熱能源僅占約0.6%，與國家規劃目標相比，開發利用差距較大。值得注意的是，雖然我國地熱資源開發利用已據世界首位，但是主要用於溫泉洗浴，發電僅僅排在世界第18位。
在2014年11月25—26日舉行的中國首屆地熱論壇上，國家能源局副局長劉琦透露，「到2020年，我國非化石能源佔一次能源總消費的比例要提高到15%，地熱能開發年利用量要達到5000×104t標准煤；2030年我國非化石能源佔一次能源總消費的比例要繼續提高到20%，地熱能開發年利用量要達到1×108t標准煤。」。
中國石化於2011年將綠色低碳確定為公司的基本發展戰略。中國石化目前已成為國內最大的常規地熱資源開發利用企業。目前，中國石化地熱開發區域已擴展到14個省市，地熱供暖面積超過3000×104m2，約佔全國常規地熱資源供暖面積的30%，實現可替代標准煤100×104t/年，減排二氧化碳250×104t/年。
2．國外利用情況
美國、歐洲和日本的研究重點是如何從含水量少的岩石地帶開采熱能。大部分地熱能都儲存於岩石中，稱為乾熱岩。乾熱岩的儲量十分豐富，它所儲存的熱能約為已探明地熱資源總量的30%，比蒸汽、熱水和地壓型資源要大得多。
目前，一些發達國家已進行乾熱岩的開發研究和試驗，其過程是將水通過壓入泵壓入地下4～6km深，在此處岩石的溫度大約在200℃左右，水在高溫岩石層被加熱後，通過管道加壓再提取到地面並輸入一個熱交換器中。熱交換器通過推動汽輪發電機將熱能轉化為電能。具有經濟價值的熱岩開發主要指埋深在3000～5000m、溫度較高的岩體，主要用於發電。這對於多火山、高溫岩體資源豐富地區的開發更有意義，前景誘人。近年，經過法國、荷蘭及歐盟多國能源專家的努力，在法國東部阿爾薩斯高溫（200℃以上）花崗岩地區已實現了利用乾熱岩發電的夢想，成為地熱發電史上的一個里程碑。
⑸ 地熱利用的用途
地熱能的直接利用發展十分迅速，已廣泛地應用於工業加工、民用採暖和空調、洗浴、醫療、農業溫室、農田灌溉、土壤加溫、水產養殖、畜禽飼養等各個方面，收到了良好的經濟技術效益，節約了能源。地熱能的直接利用，技術要求較低，所需設備也較為簡易。在直接利用地熱的系統中，盡管有時因地熱流中的鹽和泥沙的含量很低而可以對地熱加以直接利用，但通常都是用泵將地熱流抽上來，通過熱交換器變成熱氣和熱液後再使用。這些系統都是最簡單的，使用的是常規的現成部件。
地熱能直接利用中所用的熱源溫度大部分都在40℃以上。如果利用熱泵技術，溫度為20℃或低於20℃的熱液源也可以被當作一種熱源來使用（例如美國、加拿大、法國、瑞典及其他國家的做法）。熱泵的工作原理與家用電冰箱相同，只不過電冰箱實際上是單向輸熱泵，而地熱熱泵則可雙向輸熱。冬季，它從地球提取熱量，然後提供給住宅或大樓（供熱模式）；夏季，它從住宅或大樓提取熱量，然後又提供給地球蓄存起來（空調模式）。不管是哪一種循環，水都是加熱並蓄存起來，發揮了一個獨立熱水加熱器的全部的或部分的功能。由於電流只能用來傳熱，不能用來產生熱，因此地熱泵將可以提供比自身消耗的能量高3～4倍的能量。它可以在很寬的地球溫度范圍內使用。在美國，地熱泵系統每年以 20%的增長速度發展，而且未來還將以兩位數的良好增長勢頭繼續發展。據美國能源信息管理局預測，到2030年地熱泵將為供暖、散熱和水加熱提供高達68Mt油當量的能量。
對於地熱發電來說，如果地熱資源的溫度足夠高，利用它的好方式就是發電。發出的電既可供給公共電網，也可為當地的工業加工提供動力。正常情況下，它被用於基本負荷發電，只在特殊情況下，才用於峰值負荷發電。其理由，一是對峰值負荷的控制比較困難，再就是容器的結垢和腐蝕問題，一旦容器和渦輪機內的液體不滿和讓空氣進入，就會出現結垢和腐蝕問題。
總結上述，地熱能利用在以下四方面起重要作用。
1．地熱發電
地熱發電是地熱利用的最重要方式。高溫地熱流體應首先應用於發電。 地熱發電和火力發電的原理是一樣的，都是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉變為機械能，然後帶動發電機發電。所不同的是，地熱發電不象火力發電那樣要備有龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱能。地熱發電的過程，就是把地下熱能首先轉變為機械能，然後再把機械能轉變為電能的過程。要利用地下熱能，首先需要有「載熱體」把地下的熱能帶到地面上來。能夠被地熱電站利用的載熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水。按照載熱體類型、溫度、壓力和其它特性的不同，可把地熱發電的方式劃分為蒸汽型地熱發電和熱水型地熱發電兩大類。
地熱發電示意圖
（1）蒸汽型地熱發電
蒸汽型地熱發電是把蒸汽田中的干蒸汽直接引人汽輪發電機組發電，但在引人發電機組前應把蒸汽中所含的岩屑和水滴分離出去。這種發電方式最為簡單，但干蒸汽地熱資源十分有限，且多存於較深的地層，開采技術難度大，故發展受到限制（參考《資源》欄目有關文章）。主要有背壓式和凝汽式兩種發電系統。
（2）熱水型地熱發電
熱水型地熱發電是地熱發電的主要方式。目前熱水型地熱電站有兩種循環系統：a、閃蒸系統。閃蒸系統如圖1所示。當高壓熱水從熱水井中抽至地面，於壓力降低部分熱水會沸騰並「閃蒸」成蒸汽，蒸汽送至汽輪機做功；而分離後的熱水可繼續利用後排出，當然最好是再回注人地層。 b、雙循環系統。雙循環系統的流程如圖2所示。地熱水首先流經熱交換 器，將地熱能傳給另一種低沸點的工作流體，使之沸騰而產生蒸汽。蒸汽進入汽輪機做功後進入凝汽器，再通過熱交換器而完成發電循環。地熱水則從熱交換器回注人地層。這種系統特別適合於含鹽量大、腐蝕性強和不凝結氣體含量高的地熱資源。發展雙循環系統的關鍵技術是開發高效 的熱交換器。
圖1 熱水型地熱發電的閃蒸系統
圖2 熱水型地熱發電的雙循環系統
地熱發電的前景是取決於如何開發利用地熱儲量大的乾熱岩資源。圖3是利用乾熱岩發電的示意圖。其關鍵技術是能否將深井打人熱岩層中。美國新墨西哥州的洛斯阿拉莫科學試驗室正在對這一系統進行遠景試驗。
圖3 利用於熱岩發電的示意圖
2．地熱供暖
將地熱能直接用於採暖、供熱和供熱水是僅次於地熱發電的地熱利用方式。因為這種利用方式簡單、經濟性好，倍受各國重視，特別是位於高寒地區的西方國家，其中冰島開發利用得最好。該國早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一個地熱供熱系統，現今這一供熱系統已發展得非常完善，每小時可從地下抽取7740t80℃的熱水，供全市11萬居民使用。由於沒有高聳的煙囪，冰島首都已被譽為「世界上最清潔無煙的城市」。此外利用地熱給工廠供熱，如用作乾燥穀物和食品的熱源， 用作硅藻土生產、木材、造紙、製革、紡織、釀酒、製糖等生產過程的熱源也是大有前途的。目前世界上最大兩家地熱應用工廠就是冰島的硅藻土廠和紐西蘭的紙槳加工廠。我國利用地熱供暖和供熱水發展也非常迅速，在京津地區已成為地熱利用中最普遍的方式。
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3．地熱務農
地熱在農業中的應用范圍十分廣闊。如利用溫度適宜的地熱水灌溉農田，可使農作物早熟增產；利用地熱水養魚，在28℃水溫下可加速魚的育肥，提高魚的出產率；利用地熱建造溫室，育秧、種菜和養花；利用地熱給沼氣池加溫，提高沼氣的產量 等。 將地熱能直接用於農業在我國日益廣泛，北京、天津、西藏和雲南等地都建有面積大小不等的地熱溫室。各地還利用地熱大 力發展養殖業，如培養菌種、養殖非洲鯽魚、鰻魚、羅非魚、羅氏沼蝦等。
4．地熱行醫
地熱在醫療領域的應用有誘人的前景，熱礦水就被視為一種寶貴的資源，世界各國都很珍惜。由於地熱水從很深的地下提取到地面，除溫度較高外，常含有一些特殊的化學元素，從而使它具有一定的醫療效果。如合碳酸的礦泉水供飲用，可調節胃酸、平衡人體酸鹼度；含鐵礦泉水飲用後，可治療缺鐵貧血症； 氫泉、硫水氫泉洗浴可治療神經衰弱和關節炎、皮膚病等。 由於溫泉的醫療作用及伴隨溫泉出現的特殊的地質、地貌條 件，使溫泉常常成為旅遊勝地，吸引大批療養者和旅遊者。在日本就有1500多個溫泉療養院，每年吸引1億人到這些療養院休養。我國利用地熱治療疾病歷史悠久，含有各種礦物元素的溫泉眾多，因此充分發揮地熱的行醫作用，發展溫泉療養行業是大有可為的。
未來隨著與地熱利用相關的高新技術的發展，將使人們能更精確地查明更多的地熱資源；鑽更深的鑽井將地熱從地層深處取出，因此地熱利用也必將進入一個飛速發展的階段。
