摘要：矽谷“鋼鐵俠”馬斯克談到他的事業總是會提到“第一性原理”（第一性原理是基本的,基本不證自明的命題或假設,不能從任何其他命題或推導的假設），這是他事業底層思維的起點。而在地質工作者的心裡也有個“第0定律”，地球有一顆火熱的内心。

本文帶你系統了解何為地熱能及地熱能的價值、技術分類、我國地熱能資源的特點。供讀者在了解地熱能基本知識點的架構下，進一步深入學習、了解、進入當前“雙碳“産業下的清潔能源。

以下為學習資料。

1

關于地熱能的幾點知識

1、地熱能是指一種來自于地球内部并經地殼抽取的天然熱能，是一種可再生熱能。簡單說，我們泡的溫泉，看到的火山都和地熱能有關。

2、地熱能來自于地球内部的熔融岩漿和放射性元素的衰變。

3、地熱随着深度的增加而升高，地殼平均增溫率為30℃/km,地心估算4500℃，與太陽表面溫度5000度差不多，可以說地球内心非常火熱。

4、全球地熱總量相當于煤炭儲量的1.7億倍，但地熱在地表散發分布不均勻。

5、地熱在地殼闆塊邊緣散熱量大，部分在闆塊内部熱點，如夏威夷。全球有4大高溫地熱帶，即：

• 環太平洋地熱帶（目前開發利用水平高）

• 地中海-喜馬拉雅地熱帶（開發利用水平較低，但曆史悠久。在意大利最古老的地熱電站已經發電120年左右，我國西藏羊八井地熱電站也發電40餘年）。
• 紅海-亞丁灣-東非裂谷地熱帶。

• 大西洋中脊地熱帶（大部分在海底，少部分在水面上，如冰島）。

6、地熱在地表高溫地熱顯示形式有溫泉，間歇噴泉，噴氣孔等。還有部分顯示不強烈的，一般在沉積盆地。在我國西南地區的盆地尤為明顯，稱之為“熱盆”。

7、地表散熱量不均勻，一般用大地熱流值表示。大地熱流值是指單位時間單位面積從地表散失的熱量，是一個功率單位，一般用Mw表示。地表熱散失很慢，均值87Mw/㎡。

2

我國地熱資源整體格局

1、“東高西低，南高北低”。

2、全國熱流值最高為青藏高原，部分地區達到150mW/㎡。

3、按照最新測量，西北延申到新疆最西端帕米爾高原、塔什庫爾幹，也能達到這個數值，但塔裡木盆地、準格爾盆地數值較低，屬于“冷盆”。

4、東部延申到四川西部川西高原，雲南西部滇西，熱流值都很高。

5、東南沿海地區如廣東海南散熱量也比較大，沿着東部向上到東北數值差不多，均為地熱能較豐富區域。

6、淺層地熱全國均分布，中深層水熱型在隆起的山區、丘陵、造山帶、沉積盆地；高溫地熱資源在西南地區。

6、總量大。經過十二五、十三五期間地調局在全國調查數據顯示，統計可采總量即3公裡以内地熱資源總量為26億噸/年标準煤當量。是我國2020年一次能源消耗（約50億噸标準煤）的一半以上。

3

地熱資源價值

1、地熱是清潔能源大家庭份子之一，屬于非碳基5大能源之一（太陽能、風能、水利、核電、地熱）。

2、地熱能連續穩定，不受氣候影響，可365*24提供基礎能源，每年可利用時長超過8000小時。相當于太陽能發電時長的5倍多，風能的3倍多。

3、成本競争力強，其中前期探礦成本約占總成本的一半。下表為全球數值統計，項目建成後不需要燃料鍋爐，可低成本長期運行。

4、二氧化碳減排優勢明顯。如果采用回灌方式開采，可做到完全清潔，且不會幹擾地上水。目前冰島普遍使用地熱資源發電、供熱，成為全球最潔淨城市之一。

5、屬于最安全能源。

4

地熱資源開發利用

1、地熱資源開發深度一般不超過3000米，所有地熱資源可簡單用6字概況“淺熱、水熱、幹熱”。

2、按照開發深度分類：

3、地熱資源利用技術

根據地質條件、開發深度不同，常見以下4類開發利用技術：

• 淺層地熱能取暖（制冷）

簡單而言，就是因為土體溫度恒定，冬暖夏涼，可把地下水通過熱泵技術（抽水 熱量提取），進入水塔，送到用戶。

• 中深層水熱型地熱能取暖

在3000米以内含水層取地下熱水，将熱水抽至地面通過換熱器把自來水加熱後送到用戶用于供暖。供暖後地下熱水回水溫度比較低（一般40度以下），再通過另一個井将其回注到地下。地下熱水與自來水兩套熱交換系統分離，互不污染。這種對井開采模式是目前中深層地熱普遍采用技術模式，已經産業化、規模化。

• 中深層地源熱泵技術/地埋管技術

在同一口井中安裝兩層套管，中間是隔熱套管。隔熱套管保證管的内外部沒有流體的熱交換，外層管和土體有很好的熱交換。在外管裡注入冷水，經過循環後從内管外壁流出，帶出地下熱量，實現“同軸雙套管換熱”。

該技術成熟、環保，對地下水幹擾小，不受地理因素限制。相對于對井開采模式不足在于效率低，單井熱量一般300KW左右，每延米150W左右。每口井的供熱面積有限，投入産出比稍差。

• 中深層水熱型地熱資源電熱聯供

當地熱資源禀賦比較好的時候，在供暖上遊加入發電環節（一般溫度70度以上就可發電）。發電後餘熱進行梯級利用，進一步供暖，在熱量提取充分後（餘溫30度左右）再回灌地下。這個過程技術叫地熱梯級綜合利用技術，或地熱資源電熱聯供技術。也可加上天然氣就成為多聯供，一個能源站實現家庭用熱、做飯、取暖及溫泉旅遊全解決。