地热发电和火力发电的原理是什么？怎么样？

地热能是地球上产生并储存的热能。 热能是决定物质温度的能量。 大部分地热能是来自地球深处的可再生热能。 它起源于地球熔融岩浆和放射性物质的衰变。 一小部分能量来自于太阳，约占地热能总量的5%。 其中地表地热能最大。 一部分来自太阳，一小部分来自地下水深层循环和岩浆从地壳很深处侵入，将热量从地下深处带到地表附近。

地热能是一种新型清洁能源。 在人们环保意识日益增强、能源日益短缺的当今背景下，地热资源的合理开发利用越来越受到人们的青睐。 就地热利用规模而言，我国近年来一直位居世界第一，并以每年近10%的速度稳步增长。

地热发电原理

地热发电是利用地热能最重要的方式。 高温地热流体首先应用于发电。 地热发电和火力发电的原理是相同的。 它们都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转化为机械能，然后驱动发电机发电。 不同的是，地热发电不需要像火力发电那样配备巨大的锅炉，也不需要消耗燃料。 它使用的能源是地热能。 地热发电的过程是首先将地下热能转化为机械能，然后将机械能转化为电能。

地热发电的分类

根据热载体的类型、温度、压力等特点，地热发电可分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类：

(1)蒸汽式地热发电

蒸汽式地热发电是将蒸汽场中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电，但在引入发电机组之前应将蒸汽中含有的钻屑和水滴分离出来。 这种发电方式最简单，但干蒸汽地热资源非常有限，大多存在于较深层地层中。 采矿技术难度大，发展受到限制。 发电系统主要有背压式和冷凝式两种。

背压发电系统

凝汽式蒸汽发电系统

(2)热水地热发电

热水地热发电是地热发电的主要方式。

热水地热发电站有两种循环系统：闪蒸系统和双循环系统：

1、闪蒸系统

闪蒸系统的过程：当高压热水从热水井抽到地面时，由于压力降低，部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽。 蒸汽送至汽轮机做功，分离出的热水可继续使用。 排出，然后注入地层。

2.双循环系统

双循环系统的过程：地热水首先流经换热器，地热能被传递给另一种低沸点工质，使其沸腾产生蒸汽。 蒸汽进入汽轮机做功后进入冷凝器，再经过换热器。 交换器完成发电循环。

地热发电的优点和缺点

（一）优势

1、地热能不易挥发。 地球的土壤可以储存太阳热能。 热能不受霜线以下季节性温度变化的影响。 将地热能设备埋在霜线以下，可以有效利用土壤中储存的热能。

2、地热系统不易损坏。 地热系统的运行方式是将注入生态防冻水溶液的管道埋在房屋内。 如果安装正确，它们不会轻易损坏。 地热能转换器可以水平或垂直放置。 该系统灵活性高，能适应多种地面条件。

3、地热能高度可持续。 火山和岩浆等地热活动的典型寿命从最短5000年到超过100万年不等，使地热能成为可再生能源。 此外，地热库自然补给量可达吉瓦以上。

（二）缺点

1、地热能利用率低、污染严重。 地热蒸汽的温度和压力不如火力发电，导致地热利用率较低。 老式发电机组的热效率只有20%左右，导致冷却水消耗比普通电站多，热污染严重。

2、地热能间接成本较高。 不同效率之间的差距在极端温度条件下尤其明显。 在极冷和极热的条件下，供暖和制冷设备需要高强度运行以保证舒适的室内温度，这会产生高昂的成本。

发展趋势

目前，与风能、太阳能相比，地热能在我国仍属于小众能源。 作为一种可再生能源，地热能可以多种形式利用。 未来，更加广泛的因地制宜、科学发展、按需供能将成为地热能大规模开发的必然选择。

2022年9月1日，自然资源部中国地质调查局印发《关于地质调查支持服务新时代经济社会发展和生态文明建设的实施意见》和《国家地质调查局“十四五”规划》 《规划》提出，“十四五”期间，加强地质固碳机理研究和增汇技术研发，开展深入开发利用地热资源和地质环境影响监测评价，围绕清洁能源基地、重要生态功能区、碳汇地下空间编制国家空间碳中心，分区“一张图”，开展相关开发研究制定碳中和战略、管理规定和技术标准，打造中国特色碳中和地质路线图。

地热能作为可再生能源，具有储量大、利用效率高、运行成本低、节能减排等优点。 地热能资源的利用形式有多种，如发电、供暖、制冷，甚至生产高于自身温度的低压蒸汽。 尾水可提取稀有矿物元素，并可通过梯级利用实现多种功能，大大提高利用率。 速度。 同时，地热能不受季节、气候、昼夜变化等外界因素的干扰，极其稳定。

此外，中国政府还将加强资源利用，促进地热能产业的发展和普及。 未来几年，我国地热能产业将迎来爆发式增长，市场规模和产业规模不断扩大，助力绿色发展。