九、主要方法
地熱能有蒸汽型、熱水型、幹熱岩型、地壓型和岩漿型等五類，這些是按照地熱能的賦存形式劃分的。從地熱能的開發和能量轉換的角度來說，上述五類地熱資源都可以用來發電，但日前開發利用得較多的是蒸汽型及熱水型兩類資源。地熱發電的優點是：一般不需燃料，發電成本多數情況下都比水電、地熱發電、火電、核電要低，設備的利用時間長，水電站通常情況下是高於建廠投資的，降雨多的季節對它一點影響也沒有，它能穩定地工作，可以減少環境汙染影響等等。降壓擴容法和中間介質法都是利用地下熱水發電的方法，降壓擴容法是利用熱水的汽化溫度與壓力共生的關係，像在絕對大氣壓下，水的汽化溫度一般是687℃，蒸汽就是在降低壓力的情況下才使熱水沸騰產生的，進而在汽輪發電機的轉動下發電。
中間介質法：它是采用雙循環係統也就是利用地下熱水間接加熱某些“低沸點物質”來推動汽輪機做功的發電方式。像常壓下水的沸點是100℃，而有些物質如氯乙烷和氟利昂在常壓下的沸點溫度分別為12.4℃及-29.8℃，這些物質被稱為“低沸點物質”。根據這些物質在低溫下沸騰的特性，可將它們作為中間介質進行地下熱水發電。“中間介質”發電方法的應用，不僅可以用100℃以上的地下熱水（汽），同時100℃以下的地下熱水也是可行的。“降壓擴容法”對溫度較低的地下熱水的開采一般都很慢，並且技術上存在突破的難點，中間介質法是比較適合溫度較低的地下熱水開采的。
這兩種方法都各有千秋。全球範圍內的地熱發電一直是一個新的焦點，對於它的發電方法仍在持續研究中。很多的腐蝕性氣體就在地下熱水中，其中危害性最大的是硫化氫、二氧化碳、氧等，它們是導致腐蝕的主要因素，這些氣體進入汽輪機、附屬設備和管道，使其受到強烈的腐蝕。還有，結垢的成分在地下熱水中也含有矽、鈣、鎂、鐵等，比如二氧化碳、氧和硫化氫等都是對結垢有影響的氣體，碳酸鈣、二氧化矽等化合物就是它們的存在形式。所以，腐蝕和結垢問題是利用地下熱水發電中必須要注意和解決的。
十、發展現狀
地熱能的的確確是非常好的清潔能源，它蘊藏豐富，還有一種最重要的特點就是沒有溫室氣體產生，因此，地球環境不會因為地熱發電現狀而遭到破壞。美國的地熱能使用僅占全國能源組成的0.5%。據麻省理工學院的一份報告指出，美國現有的地熱係統每年隻采集約3000兆瓦能量，而保守估計，可開采的地熱資源達到10萬兆瓦。相關專家指出，倘若給予地熱能源相應的關注和支持，在未來幾年內，地熱能很有可能成為與太陽能、風能等量齊觀的新能源。和其他可再生能源起步階段一樣，地熱能形成產業的過程中麵臨的最大問題來自於技術和資金。從產業劃分上來說，地熱產業是一種資本密集型行業，它經過投資和收益的漫長過程，一般情況下商業投資是不容易達到的。而政府則大都給予很多的幫助，像稅收減免、政府補貼和獲得優先貸款的權力等，都是政府給予幫助的表現。政府在這方麵製定的優惠政策，吸引著投資者們對地熱項目進行更大規模的開發和利用。
技術層麵上的地熱能的利用是準確勘測開采點的一個首先要解決的問題，同時預測地熱的蘊藏量也是需要解決的。由於一次鑽探的成本較高，找到合適的開采點對於地熱項目的投資建設至關重要。現在地熱產業采取引進石油、天然氣等常規能源勘測設備，為地熱能尋找準確的開采點。世界其他國家和地區也在為地熱能的發展提供更多的便利和支持。現在世界上有40多個國家已經將地熱能的發展作為一項重要的計劃，可能在不久的將來，全球地熱資源的利用會提高更多，會有50%的幅度空間。聯合循環地熱發電係統的最大優點是，可以適用於大於150℃的高溫地熱流體（包括熱鹵水）發電，經過一次發電後的流體，在並不低於120℃的情況下，再進入雙工質發電係統，進行二次做功，這就是充分利用了地熱流體的熱能，既提高發電的效率，又能將以往經過一次發電後的排放尾水進行再利用，大大地節約了資源。據統計，截止到1997年全世界地熱發電裝機容量已達762.2萬千瓦。現在世界上最大的地熱電站是美同加州吉塞斯地熱電站，它們有91.8萬千瓦的裝機容量。中國最大的地熱電站是西藏羊八井地熱電站，它有2.52萬千瓦的裝機容量。
我國有著豐富的地熱資源，有著廣闊的發展前景。
人們往往對太陽能與風能的關注非常多，來自地球本身的豐富資源——地熱能卻經常不在人們的視野。地熱能的高效利用係數穩定、持續的特點應該引起人們的注意，可再生能源的發展應該有一個更大的空間。目前，世界各地都在加快腳步發展地熱能，當然我國也不能落後，我國在地熱能發展方麵進行了很大的努力，在各個方麵都對它有所掌握。
早在20年前，可再生能源電力中世界地熱能的利用就已排在了第一位。自21世紀以來，由於風力發電、光伏發電、生物質發電增長得很快速，地熱發電的排名已經排在了後麵。目前，世界上已經有地熱發電裝機容量達9000兆瓦，其中，美國、菲律賓、墨西哥、印尼和意大利為世界排名前5位。現在，我國西藏羊八井地熱電廠已經有裝機容量24.18兆瓦，在世界排名第15位，它每年大約有140千瓦的發電量用於生產和生活。
最初，高溫地熱資源是多用於地熱發電的，隨著技術的日益發展，實現了中低溫地熱資源用於發電的夢想。我國在20世紀70年代，國家曾在廣東豐順縣鄧屋、湖南寧鄉縣灰湯、河北懷來縣後郝窯、山東招遠縣湯東泉、遼寧蓋縣熊嶽、廣西象州市熱水村和江西宜春縣溫湯建過7個中低溫地熱發電站。到目前為止，剛說到的7個電廠，其中的5個正常運行了有些年就關門大吉了，此外的兩個盡管維持了比那5個長一點的時間，最終在2008年也宣告停產。主要原因是由於當時人為認識不足，隻看到地熱能在開發初期成本高於常規電廠成本。這種短視的目光，直接限製了我國地熱能的發展。現在，我國還需要製定新的地熱發電裝機計劃。目前，西藏羊八井高溫地熱電廠是我國唯一一個地熱發電廠，不過它的發展速度是非常驚人的，而且堅信我國會在地熱能發電方麵取得更大的成就。
太陽能和風能具有不穩定性的特點，這是相對於地熱能來說的，地熱能是很可靠的可再生能源，可以作為煤炭、石油、天然氣的最佳替代能源。地熱能發電相對於傳統的能源有哪些特點呢？
其實，地熱資源有一個最突出的優點，就是它在所有的可再生能源中，利用係數一直是最高的。由聯合國世界能源評價報告2007年的數據可以知道，2007年風力發電量占世界可再生能源電力（包括水電）總量的3.3%，年利用係數是21%；太陽能發電量占2.2%,利用係數為14%；地熱發電量占1.8%，但地熱能的年利用係數仍高達72%。從簡單的意義上說，每年的8760個小時中，地熱能可以運行6310小時至6660小時，這可以看做一個世界的平均數。實際上，許多先進地熱發電機組已高達85%~95%。在眾多的新能源中，地熱能的利用係數相當於風能的3.6倍，相當於太陽能的5.4倍。在這些差異的影響下，才有了2004年世界風力發電裝機大約相當於地熱發電的3倍，不過它發出的電力根本沒有地熱電力多。
要是考慮電力建設成本的話，地熱發電大概是1萬元人民幣能建1千瓦裝機，美國2006年在阿拉斯加的低溫溫泉雙工質發電是1300美元建1千瓦裝機，也是1萬元人民幣的水平。風力發電有著和它相當的成本，不過，事實是，太陽能光伏發電從來都是很高的建設成本，大概是10萬元能建1千瓦裝機。不過，近一兩年它的價格稍微低了。
相比較來說，地熱能有著持續、穩定的特點，然而風力、太陽能、潮汐能都和氣候條件有著分不開的關係。風力、太陽能利用係數不高，不穩定性又一直是其上網的主要瓶頸。盡管從資源的角度分析，常規地熱資源並不是到處都一樣豐富，尤其高溫地熱資源的分布有一定的地域性，但是，根據資源分布的特點，規劃相應規模的發展，是不會出現“無米之炊”的後顧之憂的。從以上的內容可以知道，地熱能在發展空間方麵和其餘的可再生能源相比占了上風。還有，地熱能是一種很理想的清潔能源，因為它蘊藏豐富並且從始至終不會有溫室氣體出現，對地球環境的危害就降到零了。
現在，雖然我國擁有先進的中低溫地熱能發電技術，不過行業發展一直沒有大的進步，這是為什麼呢？
地熱電站雖然還是原來的那些，不過我們很早掌握了中低溫地熱發電的雙工質發電技術。在我們的地熱發電沒有大的發展的時候，中低溫地熱發電的雙工質發電技術卻在世界上熱火朝天地進行著，而且取得了進一步的發展。
其實大家都知道，行業的發展是離不開國家政策的扶持的。但是現在在地熱行業，即使有開發商願意投資開發地熱發電，國家沒有相關政策扶持，也使得國內地熱發電進程顯得舉步維艱。其中，西藏羊易便是一個例證。西藏羊易地熱田高溫地熱井的最高溫度達207.16度，所蘊含的熱量高達1397千焦/千克，它在人們心目中的位置，太陽能和風能等可再生能源是比不上的。該項目在2006年在國家《可再生能源法》等優惠政策的感召下，有浙江開發商願意投5個億來開發，設計建設25兆瓦的裝機容量。項目是在參與完成羊易地熱田地熱勘探的西藏地熱地質大隊和西藏地質礦產勘查開發局的共同努力下完成的，西藏自治區政府、發改委、電力廳等部門給予積極支持，開發商進藏籌備開發工作，還受到了自治區主管能源的郝鵬副主席的接見。然而，促使該項目投產的“東風”始終沒來——政府審批扶持政策始終不見結果，令該項目的設計和籌備工作受阻。又過了兩年，在上網電價優惠政策上地熱發電一直沒有實現，開發商也隻能選擇暫停進展，等待國家政策的支持。
不過現在，國家對太陽能的政策有了很大的轉彎，並且風電上網的價格也可享受每度電0.25元的補貼，這從某一方麵加快了太陽能與風電的發展。作為地熱行業人士，我們也呼籲國家重新重視地熱發電行業，並給予相關政策扶持。現在投資10萬元建設1千瓦的太陽能光伏發電行業都在試產，國家不應該繼續忽視投資1萬元即建設1千瓦的中低溫地熱發電行業。毋庸置疑的是，國家在這方麵還沒有實施相對應的支持政策，影響了開發商的投資興趣。
巨大的熱能蘊藏在地球內部。從地表向下深入到地球內部，溫度逐漸上升，平均溫升為20℃～30℃/千米，地球中心的溫度約為6000℃。地熱資源按照它在地下儲存形式可以分為四大類:水熱資源、地壓資源、幹熱資源、熔岩資源。在表麵10千米以內的熱能就是經常所說的地熱能。
根據熱水和蒸汽的溫度、壓力以及它們的水、汽品質的不同的特點，可以把地熱發電分為四種，也就是最常見的以下四種：
(1)直接蒸汽法。此種方法是從地熱井取出的高溫蒸汽，必須在淨化分離器的輔助下，帶來的各種雜質才能被清除，清潔的蒸汽推動汽輪機做功，並使發電機發電。它的發電設備和常規火電設備沒什麼兩樣。
(2)擴容發電方式。這種方法是地熱水經井口引出至熱水箱部分擴容後進入廠房擴容器，擴容後的二次蒸汽進入汽輪機做功發電。這種一次擴容係統，熱利用率僅為3%左右。將一級擴容器出口蒸汽引入汽輪機前幾級作功，一級擴容器後的地熱水進人二級擴容器，經二級擴容後進入汽輪機中間級作功，兩次擴容地熱發電就是這樣的工作流程，它的熱利用率大約是6%。這種發電方式的機組的典型代表是西藏羊八井地熱發電站，它有著3000千瓦的單機容量。
(3)雙工質循環地熱發電方式。溫度一般超過150℃時，並且有著很高的地熱參數，擴容發電是最好的選擇了。但參數較低時擴容發電就很困難，這種情況適宜采用雙工質發電方式。即用參數較低的地熱水去加熱低沸點的工質(如異丁烷、氟利昂等)，再用低沸點工質的蒸汽去衝動汽輪機。這種方式理論上效率較高，但技術難度大。現在國內早投入了進口的兩台1000千瓦機組進行發電。
(4)全流式地熱發電方式。全流發電機組是被地熱介質引入的。該方式理論上效率很高，可達90%，但實際結果較低。現在，國內外還一直在對這個方式進行探索，至今在工業領域還沒有使用它。兩相全流法也是地熱發電方式。
地熱發電有著和火力發電相似的原理。因為地熱發電對燃料不會消耗，因而不需要龐大的燃料運輸、存儲設施，設備係統比火力發電簡單。地熱發電後排出的熱水隻是降低了一些溫度，還可以用於取暖、醫療等。世界上建地熱電站並進入使用的話，汙染環境的煙氣和灰塵就會相對來說少很多。
我國有著儲量豐富的地熱資源，它的範圍很廣，已發現熱沸泉2500處，地熱田270多個。地熱資源可開采量相當於46265億噸標準煤，我國在地熱利用方麵有著很好的前途。
十一、淺層地熱能資源及其開發利用
世界各國可持續發展存在的潛在隱患其實就是能源危機與環境汙染問題，節約能源、開發新能源、減少環境汙染和走可持續發展道路受到越來越多的關注，同時我國也和世界上的大多數國家一樣，也在致力於尋找一種環保的可再生能源。
淺層地熱能資源的性質就是一種可再生、環保、清潔、儲量巨大的新型能源，同時它還是一種特別的礦產資源。它蘊藏在地球表麵淺層的岩土體、地下水和地表水中，溫度較低，但開采成本和技術相對也低，且可就地使用，特別適合於建築物的供暖與製冷，因而受到了暖通空調及節能行業越來越多的關注。我國在1997年引進了這種技術，在引進以後，它的開發利用技術有了一個很大的發展，“十二五”能源規劃中也已經有了地熱能。根據人們先前的預測，在五年裏，我國將完成地源熱泵供暖（製冷）麵積3.5×108平方米，估算將投資700億元左右進行總市場規模的運行。
地層中持續穩定的溫度和冬、夏兩季外界空氣有一個對比鮮明的溫度就是淺層地熱能利用價值所在，這種溫差即為潛在的可被利用的熱能。淺層地溫更接近於使人舒適的室溫，當用熱泵為建築物供暖時，用熱泵提溫的幅度較小，使熱泵機組運行情況更穩定、合理，所以當提供同樣的熱量時需要的電能較少。夏季製冷時，淺層地熱能可提供比空氣低得多的溫度，使製冷機組的效率提高，因此節約電能。所以，隻要淺層地熱能具備一定的開采強度以及合理的係統分布，穩定的低溫熱源就會在冬、夏兩季數月內連續為地源熱泵機組發揮作用。在冬天供暖時，會有70%～80%的熱是地熱能為地源熱泵機組提供的，目前這一經濟技術條件決定了它是很有發展潛力的。