雙循環(huán)發(fā)電（Binary cycle power stations）
時間:2022-01-22
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地熱能顧名思義就是來自地球內(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。到近代地熱的使用范圍逐漸拓展，如用作蒸汽發(fā)電站的熱源。
地熱是一種清潔的可再生能源，主要特點可以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能無法比擬的。
地熱的熱源來自地球內(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太瓦的補充。這些能量是人類目前一次能源總消費量的兩倍多。但是地熱大部分能量由于太分散(平均約0.1 W/m2)而無法回收。
地殼有效地充當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，全球地熱能裝機量最大的國家是美國為3639兆瓦，占其國內(nèi)能源總消費量的0.3%。值得一提的是雖然冰島的地熱能總裝機量僅為755兆瓦，但是地熱能占到該國能源消費的70%，可以說冰島整個國家的能源幾乎都由地熱提供。
中國的地熱能使用較為落后，目前裝機量僅為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熱發(fā)電站，該電站的裝機容量為24兆瓦。
地熱資源主要有四種：地熱液、地壓力、干熱巖和巖漿。目前地熱液是是唯一被廣泛使用的地熱資源類型，而其它三種地熱資源還處于研究初級階段。這里主要講地熱液的使用方式。
地熱液顧名思義就是地面下因為熱源造成的熱水。根據(jù)地熱液深度的不同，地熱液主要有兩種使用方式：
當熱液的溫度在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。
適合取暖的地熱資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，學校和家庭中使用地熱供暖。 在美國有45個州使用地熱泵，用于建筑物加熱或制冷。 愛達荷州、俄勒岡州、內(nèi)華達州和其他一些州全部使用地熱供暖。
另外地熱也可用于干燥陶瓷、木材、蔬菜和其他產(chǎn)品。
當熱液資源的溫度在104℃左右以上時，它可以用來發(fā)電。 大多數(shù)發(fā)電用地熱資源的溫度為148℃至371℃，但有些地熱藏溫度可達到近537℃。
用于發(fā)電的地熱資源主要有兩種形式：干蒸汽和熱液。發(fā)電發(fā)電方式主要有以下三種：
干蒸汽地熱藏很少見，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。
使用后的蒸汽（冷凝水）可用于工廠的冷卻系統(tǒng)，并注入原地熱藏以維持水位和壓力平衡。
地熱液是最常見的地熱資源。在液體為主的儲層中，熱水沒有完全變?yōu)檎羝瑑犹幱谒柡驼羝麎合隆?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)電機發(fā)電。蒸汽冷卻并冷凝，用于工廠的冷卻系統(tǒng)或注入地熱儲層。
當?shù)責豳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，使其膨脹加壓進而推動渦輪機發(fā)電。然后，流體冷卻并再循環(huán)以一次又一次地加熱。
地熱能優(yōu)點
它可以在不消費化石燃料的情況下進行開發(fā)。 與相對清潔的天然氣發(fā)電站相比，地熱發(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。與太陽能和風能不同，地熱能一年365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80％。地熱能缺點
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熱液。雖然地熱區(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。
