雙循環(huán)發(fā)電（Binary cycle power stations）
時間:2022-01-22
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地?zé)崮茴櫭剂x就是來自地球內(nèi)部的能量，其使用歷史可以追溯到上千年，最早主要用作取暖和烹飪。到近代地?zé)岬氖褂梅秶饾u拓展，如用作蒸汽發(fā)電站的熱源。
地?zé)崾且环N清潔的可再生能源，主要特點(diǎn)可以24小時不間斷提供能量，而且地面設(shè)施占地面積小，這些特征是可再生能源太陽能和風(fēng)能無法比擬的。
地?zé)岬臒嵩磥碜缘厍騼?nèi)部的如熔巖流、間歇泉、火山噴氣孔、溫泉和泥溫泉等。 這些地質(zhì)現(xiàn)象的熱量主要來自地殼和地幔中鉀、釷和鈾的放射性衰變，以及大陸板塊邊緣摩擦產(chǎn)生的熱量。
地球的熱量約為1×1019 TJ(2.8×1015 TWh)。這種熱量以傳導(dǎo)的方式，以44.2太瓦的速度傳向地表，并同時通過放射性衰變的方式得到30太瓦的補(bǔ)充。這些能量是人類目前一次能源總消費(fèi)量的兩倍多。但是地?zé)岽蟛糠帜芰坑捎谔稚?平均約0.1 W/m2)而無法回收。
地殼有效地充當(dāng)了一層厚厚的隔熱層，必須被刺穿(如：巖漿、水或其他)形成流體通道，才能釋放其下面的熱量。
截止到2018年，全球地?zé)崮苎b機(jī)量最大的國家是美國為3639兆瓦，占其國內(nèi)能源總消費(fèi)量的0.3%。值得一提的是雖然冰島的地?zé)崮芸傃b機(jī)量僅為755兆瓦，但是地?zé)崮苷嫉皆搰茉聪M(fèi)的70%，可以說冰島整個國家的能源幾乎都由地?zé)崽峁?br> 中國的地?zé)崮苁褂幂^為落后，目前裝機(jī)量僅為27兆瓦（數(shù)據(jù)來自全球能源署），其中主要來自西藏的羊八井地?zé)岚l(fā)電站，該電站的裝機(jī)容量為24兆瓦。
地?zé)豳Y源主要有四種：地?zé)嵋?、地壓力、干熱巖和巖漿。目前地?zé)嵋菏鞘俏ㄒ槐粡V泛使用的地?zé)豳Y源類型，而其它三種地?zé)豳Y源還處于研究初級階段。這里主要講地?zé)嵋旱氖褂梅绞健?br> 地?zé)嵋侯櫭剂x就是地面下因?yàn)闊嵩丛斐傻臒崴８鶕?jù)地?zé)嵋荷疃鹊牟煌?，地?zé)嵋褐饕袃煞N使用方式：
當(dāng)熱液的溫度在10℃左右以上時，它可以直接用于水療中心或建筑供暖、農(nóng)作物種植、魚塘保暖或其他用途。
適合取暖的地?zé)豳Y源遍及世界上幾乎每個國家。 絕大多數(shù)冰島人和超過50萬的法國人在公共建筑，學(xué)校和家庭中使用地?zé)峁┡?在美國有45個州使用地?zé)岜?，用于建筑物加熱或制冷?愛達(dá)荷州、俄勒岡州、內(nèi)華達(dá)州和其他一些州全部使用地?zé)峁┡?br> 另外地?zé)嵋部捎糜诟稍锾沾?、木材、蔬菜和其他產(chǎn)品。
當(dāng)熱液資源的溫度在104℃左右以上時，它可以用來發(fā)電。 大多數(shù)發(fā)電用地?zé)豳Y源的溫度為148℃至371℃，但有些地?zé)岵販囟瓤蛇_(dá)到近537℃。
用于發(fā)電的地?zé)豳Y源主要有兩種形式：干蒸汽和熱液。發(fā)電發(fā)電方式主要有以下三種：
干蒸汽地?zé)岵睾苌僖?，但在發(fā)電方面效率很高。加利福尼亞州的間歇泉是最大和最著名的干蒸汽藏。在這里通過鉆井從2133到3048米深的井獲得蒸汽。在干蒸汽儲層中，天然蒸汽被直接輸送到渦輪發(fā)電機(jī)。
使用后的蒸汽（冷凝水）可用于工廠的冷卻系統(tǒng)，并注入原地?zé)岵匾跃S持水位和壓力平衡。
地?zé)嵋菏亲畛Ｒ姷牡責(zé)豳Y源。在液體為主的儲層中，熱水沒有完全變?yōu)檎羝?，儲層處于水飽和蒸汽壓下?br> 利用該資源發(fā)電，需要先將熱水輸送到一個或多個分離器，在那里壓力降低并且水閃蒸成蒸汽。然后蒸汽推動渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。蒸汽冷卻并冷凝，用于工廠的冷卻系統(tǒng)或注入地?zé)醿印?br> 當(dāng)?shù)責(zé)豳Y源的由于水溫低而不能閃蒸成蒸汽時，就會使用雙循環(huán)發(fā)電方式發(fā)電。即存在兩種獨(dú)立的循環(huán)：熱液和另外一種循環(huán)流體。
這種方式需要借助于另外的循環(huán)流體如異丁烷，通過熱液加熱循環(huán)流體，使其膨脹加壓進(jìn)而推動渦輪機(jī)發(fā)電。然后，流體冷卻并再循環(huán)以一次又一次地加熱。
地?zé)崮軆?yōu)點(diǎn)
它可以在不消費(fèi)化石燃料的情況下進(jìn)行開發(fā)。 與相對清潔的天然氣發(fā)電站相比，地?zé)岚l(fā)電站只產(chǎn)生其六分之一的二氧化碳排放量。二元循環(huán)發(fā)電站基本上沒有任何排放。與太陽能和風(fēng)能不同，地?zé)崮芤荒?65天都可以使用。 也相對便宜。與化石燃料相比，成本節(jié)約可高達(dá)80％。地?zé)崮苋秉c(diǎn)
會有硫化氫的釋放，這種氣體在低濃度時聞起來像臭雞蛋。需要處理一些有毒的地?zé)嵋?。雖然地?zé)釁^(qū)能夠提供幾十年的熱量，但最終特定的位置可能會降溫，尤其是開采速度過快的情況下。
