第二節蒸汽型地熱發電
實際上，地殼抽取的天然熱能就是地熱能，這種能量來自地球內部的熔岩，並以熱力形式存在，是引致火山爆發及地震的能量。地球內部的溫度高達攝氏7000度，不過在80千米至100千米的深度時，溫度會出現攝氏650度至1200度這樣一個範圍。雖然站在資源的角度上來看，常規的地熱資源可不是每個地方都豐富的，特別是高溫地熱資源都呈現地域性的分布，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。地熱能比其他可再生能源有著更廣闊的發展空間。另外，地熱能是較為理想的清潔能源，說它理想就在於它自始至終沒有溫室氣體帶到空氣中，地球環境的危害是危及不到的。
在1913年時,意大利建成並成功運行了第一座地熱電站，它的裝機容量是0.25兆瓦，從此商業性地熱發電就進入了第一個階段。中國開發利用地熱用於發電始於20世紀70年代初期，先後在河北、廣東、湖南、山東、遼寧等地建成地熱試驗發電站。80年代初，在西藏羊八井、那曲地熱田建工業性的地熱電站，總裝機容量30.4兆瓦。我國地熱資源豐富，但發展情況不容樂觀，基本上還處於計劃經濟時代。之前，地熱發電多是從高溫地熱資源獲取，隨著技術的發展，中低溫地熱資源也可以用於發電。在20世紀70年代的時候，國家之前在廣東豐順縣鄧屋、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成過7個中低溫地熱發電站。如今，上述7個電廠，有5個運行數年後即關停，另兩個(湖南、廣東)雖一直斷續運行，但是在2008年也徹底停產。目前，我國並沒有新的地熱發電裝機計劃，僅剩一個西藏羊八井高溫地熱電廠，發電設備也屬於超期服役。行業的發展是要靠國家政策扶持的，不能脫離它而單獨存在的。不過，目前的地熱行業，就是有開發商非常樂意在開發地熱發電方麵進行投資，但是國家並無出台這方麵的相應政策，這樣國內地熱發電的進程就會停滯不前。
有研究報告指出，在進行很多次的周密市場調研基礎上，參考的主要有國家統計局、國家發改委、國務院發展研究中心、國家海關總署、國家商務部、中國電力行業協會、中國新能源行業協會、中國行業研究網以及國內外相關報刊雜誌等公布和提供的大量資料，著重對國內外地熱發電行業的發展態勢，包括市場發電量情況、市場需求情況、行業競爭情況、企業發展狀況等進行了分析，對地熱發電行業的技術及投資發展趨勢進行了研判。報告數據豐富及時、圖文並茂，還對國家相關產業政策進行了介紹和趨向研判，這些資料對地熱發電生產企業、科研單位等單位有一個很大的幫助，它能準確無誤地知道現在中國地熱發電市場的動態，它還對企業定位和發展戰略方向有一個明確的指導，銀行信貸部門也可以從這份資料中獲得很多有用的參考信息。
附近的地下水可以在高溫的熔岩中加熱。地熱能是一種可再生資源。要是來看離地球表麵5000米深，溫度15℃以上的岩石和液體的總含熱量的話，在人們的測算下大概有14.5×1025焦耳，約相當於4948萬億噸（t）標準煤的熱量。地熱來源主要是地球內部長壽命放射性同位素熱核反應產生的熱能。按照其儲存形式，地熱資源可分為蒸汽型、熱水型、地壓型、幹熱岩型和熔岩型五大類。如果按溫度劃分的話，中國一般把高於150℃的稱為高溫地熱，主要用於發電;低於此溫度的叫中低溫地熱，通常直接用於采暖、工農業加溫、水產養殖及醫療和洗浴等。截止到1990年年底，大約有588萬千瓦的總裝機容量用於發電，大概1137萬千瓦是地熱水的中低溫直接利用的能量，世界範圍內的地熱能利用是很廣泛的。
有研究指出，每年大約有100帕瓦·時的熱能從地球內部傳到地麵。美國地熱資源委員會在1990年的調查指出，總共有18個國家擁有地熱發電，總裝機容量5827.55兆瓦，裝機容量在100兆瓦以上的國家有美國、菲律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、日本和印尼。我國的地熱資源也很豐富，但開發利用程度很低。主要分布在雲南、西藏、河北等省區。世界地熱資源主要分布於以下5個地熱帶：第一個是環太平洋地熱帶。在世界最大的太平洋板塊與美洲、歐亞、印度板塊的碰撞邊界的地方，也就是從美國的阿拉斯加、加利福尼亞到墨西哥、智利，從新西蘭、印度尼西亞、菲律賓到中國沿海和日本。世界許多地熱田都位於這個地熱帶，如美國的蓋瑟斯地熱田、墨西哥的普列托，新西蘭的懷臘開，中國台灣的馬槽和日本的鬆川、大嶽等地熱田。第二個是地中海、喜馬拉雅地熱帶，歐亞板塊與非洲、印度板塊的碰撞邊界，從意大利直至中國的滇藏。如意大利的拉德瑞羅地熱田和中國西藏的羊八井及雲南的騰衝地熱田均屬這個地熱帶。第三個是大西洋中脊地熱帶。大西洋板塊的開裂部位，包括冰島和亞速爾群島的一些地熱田。第四個是紅海、亞丁灣、東非大裂穀地熱帶，包括吉布提、烏幹達、埃塞俄比亞、肯尼亞、紮伊爾等國。第五個是其他地熱區。像中亞、東歐地區的一些地熱田和中國的膠東、遼東半島及華北平原的地熱田就是分布在除了上述幾種地熱帶以外的地熱帶。
目前，世界上如果想盡快提高地熱利用率，梯級開發和綜合利用的辦法是經常使用的，如熱電聯產聯供、熱電冷三聯產、先供暖後養殖等。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、水產養殖及烘幹穀物等。盡管人們在這些方麵都利用了地熱能，不過地熱能被人們發現得很晚。以前人們都忽視了它的存在，而且也不知道它的廣泛的用途，在20世紀中葉的時候人們才真正了解到它，原來它是一種很重要的清潔的能源，也因此它的地位被提到一個很高的層次。
通過研究發現，地熱能是一種可持續的再生能源，因此它也是符合我國的科學發展觀的要求的。它在環境和經濟上比其他能源突出的優點，就在於人們在對它的開發利用過程中它能通過一種潛在的模式自行減輕對環境的影響，在開發利用過程中可以深入地認識到它，進而摸索出它的有利的開發方法，這樣我們可以更好地對它開發和利用。
21世紀，世界上的地熱電站越來越多，它節省了很多的能源，地熱電站進行發電以後的地熱水會有什麼用途呢？有的人可能會立即說倒掉不就行了嘛，經過發電用的水會有什麼用途呢。但是，說出這樣話的人就大錯特錯了，因為經過地熱發電的水是可以用於人們的生產和生活用水的。
地熱供暖也是一種地熱利用的方式，地熱的供暖主要有采暖、供熱和供熱水，地熱發電是最主要的地熱利用方式，而地熱供暖就排在它的後麵。因為這種利用方式簡單、經濟性好，備受各國重視，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係統，現今這一供熱係統已發展得非常完善，每小時可從地下抽取7740噸80℃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，工廠供熱也是利用地熱的方式，像用作幹燥穀物和食品的熱源就是其中一種，用作矽藻土生產木材、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。當今全球有兩家很大的地熱應用工廠，一個是冰島的矽藻土廠;一個是新西蘭的紙槳加工廠。在我國發展最快的是利用地熱供暖和供熱水，這在京津地區已是再正常不過的方式了。
其實，農業中用到地熱的地方也是非常多的。適宜的地熱水可以用來灌溉農田就是一個例子，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麵積大小不等的地熱溫室。人們還利用地熱水來發展養殖業，地熱水在這方麵的應用也是很廣泛的，例如人們利用地熱水來養各種各樣的魚類，還有蝦類，以及培養各種菌類，這些都增加了地熱水的經濟價值，所以，地熱能在這些方麵都給人類帶來了經濟上的利益，它既是清潔的無汙染的能源，同時又能為人類的生產和生活提供便利，人們對此進行研究和開發利用也是在理的事。
在醫療領域，地熱更是人們垂涎的對象，它的用途已經在很多方麵被人們利用了，不僅得到了有關專家的認可，同時還有很多的人都對它刮目相看。因為一些礦泉水中含有的物質對人體有很好的調理作用所以它在醫學領域的作用已經在實際中表現得很明顯了。最常見的合碳酸的礦泉水供飲用，可調節胃酸、平衡人體酸堿度；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的曆史悠久，含有各種礦物元素的溫泉眾多，因此充分發揮地熱的醫療作用，發展溫泉療養行業是大有可為的。如果有關地熱能技術方麵再上升一個層次，到時候地熱會從更深的鑽井中也就是地層深處被取出，因此地熱利用也必將進入一個飛速發展的階段。不過，要尤其考慮的是地熱能的開發利用中地表的熱應力的能力範圍，是不可以出現成片的地熱能開發利用的，否則地表溫度和環境就會向壞的方麵發展了！所以，人們必須對它進行一個精確的預測。
第三節熱水型地熱發電
利用地下熱水和蒸汽為動力源的發電技術就是地熱發電，其原理類似於火力發電，它是一種利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉變為機械能的一種發電方式。發電機發電就是這樣的。
現在，當今全球可持續發展有兩個關乎全局的問題，一個是能源短缺，另一個是環境汙染。地熱能來源於地球深處的熔融岩漿和放射性物質的衰變，是一種重要的清潔能源。從20世紀70年代開始，全球地熱能利用的水平和規模不斷提高，這是離不開地熱能基礎研究、勘測技術、利用技術的發展的。中國有著豐富的地熱能資源，到處都有它們的分布。中國政府高度重視可再生能源的開發利用，一直將其作為解決資源緊缺、環境汙染壓力的重要措施。2006年1月1日，正式頒布實施了《中華人民共和國可再生能源法》，一些與之相關的優惠政策都陸續登台了，所以地熱能開發利用與相關服務產業的發展都有了一個良好的態勢。
《國家“十二五”科學技術發展規劃》在製定的過程中有關於地熱能方麵的，科學技術部對清潔能源開發研究做出了重點部署和具體安排，重點支持地熱能開發利用技術研發與轉化應用，深入推進相關領域科技合作。能想象得到，通過很多人和很多有關企業的共同努力，中國在地熱能利用方麵一定會有一個很好的發展趨勢，也會取得很大的成功的。
有關人士的預算，在2015年和2020年，地熱和海洋能發電裝機的奮鬥目標分別是1萬千瓦和5萬千瓦，這些是在中電聯發布電力工業十二五規劃滾動中形成的。
一、地熱發電技術介紹
前麵已經說到了中國利用地熱發電是在20世紀70年代開始的，第一座地熱試驗電站是在1970年的廣東豐順建成的，機組功率0.01萬千瓦，隨後在河北後郝窯、廣東鄧屋、湖南灰湯、江西遂川、廣西象州、山東招遠、遼寧熊嶽等地建立了地熱試驗電站。目前，湖南灰湯、廣東鄧屋兩個地熱試驗電站仍在運行。我國在以前的時候先後建過10餘座地熱發電站，它們有28萬千瓦的總裝機容量。不過，因為有些電站的設備老化，現在這些電站的總裝機容量大約已經降到2.4萬千瓦，在世界地熱發電中占18。
二、地熱發電在我國的應用
羊八井項目是我國的第一個地熱發電項目。在拉薩市西北當雄縣的境內分布有我國的羊八井地熱田，它一直是我國開發利用的最大濕蒸汽田。淺層熱儲和北部深層熱儲就是羊八井地熱田分別要輸送的。淺層熱儲勘探工作始於1975年，已探明熱田麵積14平方千米，平均發電能力為3.2萬千瓦。生產井井口溫度110℃～170℃,井口工作壓力0.3兆帕左右。北部深層熱儲區1996年10月完鑽，井深1459米，汽水混合物總量302噸/小時，井口工作溫度200℃，工作壓力1.5兆帕，單井發電能力1.5萬千瓦。在1977年9月的時候，羊八井地熱電廠第1台0.1萬千瓦試驗機組進入了正常的工作狀態，裝機容量的最高紀錄有超過25萬千瓦的時候，現在的裝機容量是2.1萬千瓦，相當於拉薩電網總裝容量的41.5%。到冬季沒有水的時候，地熱發電量相當於拉薩電網的60%，可以說它是拉薩電網的重要組成部分，在一些方麵緩解了拉薩市緊張的電力，推動和促進了拉薩市的經濟發展。
我國的地熱發電的狀況：在20世紀70年代，中國的中低溫地熱水發電有了很大的提高，有了自己的技術特色，創造了67℃世界最低溫度發電的紀錄，但近30多年來由於市場需求等原因，這一技術沒有得到推廣應用。從20世紀80年代開始，螺杆膨脹動力機中低溫地熱水發電技術在我國有了一定的發展，並建立了這方麵的體係，試驗機組具備了5千瓦的發電能力。
我國在地熱能資源利用方麵的情況
地球深處的熱能就是地熱能的來源。地熱能資源的範圍一般指在地殼表層以下，所含的熱量主要是來自5000米以內岩石和地熱流體。
中國的地熱資源是中低溫最多的，而且我國是一個地熱資源大國，全國地熱資源潛力接近全球的8%。中國地熱資源遍布全國各地。據估算，中國深度2000米以內的地熱資源所含的熱能相當於2500萬億噸標準煤，它的500億噸是在人們的掌握範圍內的，這是人們最初對它的預測。事實上，我國主要有三類地熱資源：
第一個就是高溫對流型地熱資源，這個類型的地熱資源主要在我國的滇藏及台灣地區。其中，適用於發電的高溫地熱資源較少，主要分布在藏南、川西、滇西地區，600萬千瓦是它的最好的裝機潛力。
第二個是中低溫對流型地熱資源，我國的東南沿海地區包括廣東、海南、廣西，以及江西、湖南和浙江等地是這種地熱資源的分布地。
第三個是中低溫傳導型地熱資源，在我國的華北、鬆遼、蘇北、四川、鄂爾多斯等地的大中型沉積盆地之中往往分布有這種類型的地熱資源。
現在，國土資源主管部門審批，在有關人員的研究下的地熱田有103處，全國已打成地熱井2000多眼，提交的B+C級可采地熱資源量每年3.3億立方米;初步評價的地熱田214個，每年5億立方米左右的地熱可開采資源量在人們的研究下為人們利用。
西藏羊八井發電廠新建了一組發電機組，它是利用回收地熱水，建成了一套800千瓦螺杆膨脹動力發電機組。該發電係統效率已達到70%~80%，在負荷較大變化範圍時，性能指標波動校小，且設備進口設計參數與地熱資源參數匹配，現在最有利的地熱水發電形式就是這種發電方式。