冰岛地热资源开发利用概况.docx

冰岛地热资源开发利用概述一、冰岛自然地理与地质背景 冰岛位于北大西洋靠近北极圈的海域 ,是欧洲第二大岛国。全国 面积为10.3万km2，人口约30万。岛内年均降雨量为2000mm,水 资源丰富， 人均拥有水资源是欧洲人均水量的 600 倍。岛内冰川与火 山并存,地震与地热孪生,全岛 11.5的土地为冰川所覆盖,岛内有 火山 200 多座,其中活火山 30 余座,仅历史上有记载的火山喷发就 有 150 屡次,火山地形地貌比比皆是。 冰岛位于北美和欧亚构造板块 的边界地带, 在地质年代上是比拟年轻的国家, 两个板块每年以 2cm 的速度飘离,是地球上能在海平面以上看到山脉漂流的很少的几个地 方之一。 特殊的地质构造造就了冰岛地下热流滚滚, 成为世界上地热 资源最丰富的国家。二、冰岛地热资源概况1 地热资源分布特征冰岛对地热温度的分类指标与其他国家有所不同，冰岛将热流处在地下 1000米左右、温度低于150C的地 区定为低温地区；超过地下1000米、温度高于200C的地区属于高温 区。冰岛地热田的分布与火山位置密切相关。 在从西南向东北斜穿全 岛的火山带上，分布着26个温度到达250C的高温蒸气田，约250 个温度不超过150C的低温地热田。天然温泉 800余处。低温体系分 布于火山区的外围。 较大的低温体系主要位于冰岛南部的火山区的侧 面,而小一些的可在冰岛的任何地方找到。外表上,低温活动是以热 或沸腾的泉水形式出现， 但也有些不存在外表的表现形式。 冰岛地学 研究认为这种低温活动的热源来自于非正常的热外壳。 持续不断的地 壳活动而产生的断层和裂缝， 为低温体系的水循环提供了通道。 降水 大多数从高山地带渗透到 1-3 千米深的基岩，在那受岩浆加热，随后 由于密度减小上升至外表。 高温活动地区位于活火山地带或其他边缘 地带的内部。它们大多处于高处地带，岩石的地质年龄非常年轻，渗 透性好，由于地形高和基岩的可渗透性，在高温区地下水埋藏深。高 温活动区地表有大量的蒸气排出， 蒸汽中的硫化氢会被大气中的氢气 所氧化，或变成硫磺储存在出口周围或变成酸雨。 这种系统通常在岩 浆入侵时变浅。当在高温系统和中央复杂火山入侵联系在一起时侵入 岩浆往往形成浅层的岩浆房。 依靠静力水的压力来到达水的沸点， 随 着温度升高，压力增加，沸点最高温度记录为 380 Co2冰岛地热资源总量评价 冰岛最新地热资源研究成果： 冰岛 地壳厚度 0-10 公里范围的地热资源含量为 3 亿 TWH 地热能源， 1TWH 相当于一亿度电 ；地壳厚度 0-3 公里范围内的地热含量为 3 千万个 TWH ；技术上可利用率为 1百万 TWH 。假设将全部地热能用来 发电，每年可发电 800 多亿度。三、冰岛地热资源开发利用现状从 15 世纪开始，冰岛人就懂得利用地热资源为生产生活效劳。 进入 20 世纪以来，开始大规模地利用地热资源供热和发电。据统计 资料， 2003年用于家庭供热地热能相当于燃烧 64.6万吨的油，与过 去家庭使用石油供暖相比拟相当于每人每年节省两吨石油。 冰岛在长 期利用地热过程中， 摸索出一套科学高效的使用方法： 从地热井中抽 出高温热水和蒸气，经别离后，蒸气带动涡轮机发电，作为第一使用 阶梯；高温热水将引入的低温地表水多为湖水加热至 80C左右 后输入市区，供民居和游泳池采暖和融雪之用，为第二使用阶梯；冷 却后的地热水含有大量对人体有益的矿物质， 引入温泉疗养区用于洗 浴保健，开展旅游，形成第三使用阶梯； 此后的地热水温度依然较高， 经处理后通常用于绿色温室或鱼苗养殖厂供暖， 从而形成第四使用阶 梯。目前，地热能还广泛用于温室种植养殖业、工厂烘干、雪融化、 洗浴与旅游效劳等诸多产业。1冰岛 90%以上的家庭使用地热资源取暖。 早在 20 世纪初， 冰岛首都雷克雅未克市政府就开始有方案地使用地热资源为城市进 行区域供暖。目前，该市已拥有 10 个自动化热力站，供热管道 400 多公里，首都地区近 20 万居民已全部实现了地热供暖。目前，在冰 岛除了 26 个市政管理的为城市进行区域供热供暖的系统外，还有建 有 200 个较小的乡村供热公司。 环绕冰岛农村的许多有温泉的社区也 修建了他们的供热配电系统或者成功地打了热水井， 开采出稳定量的 热水。这些系统中较大的有 Olafsfjordur 1944、Hveragerdi 1974、 Selfoss 1948还 Saudarkrokur 1953。另外，社区学校也相应地建 在热水供给源的附近为取暖和游泳的实现提供了可能。 目前，全冰岛 87%的家庭实现了地热取暖，仅此一项，全国每年即可节约燃料开支 上亿美元。2地热发电占国家总发电量的 30%以上。 冰岛是利用地热发 电较早的国家之一， 由于冰岛密集型产业开展迅速， 对电的需求也不 断的增加，在近些年用地热能源发电又有了很大的进展。目前，地热 发电站装机容量超过 600MW ，占国家总发电量近 30，其他 70%左 右为水力发电， 因此全国的电力均为清洁能源供给。 电力生产带动了 以铝业为龙头的高耗能产业的开展。截至 2004 年，冰岛出口铝产品 的数额占其总出口额的 25%，预计到 2021 年将接近总额的 50%，超 过 10 亿美元，从而使冰迈入世界铝业生产大国的行列。3温室种植和渔业养殖。 冰岛气候寒冷，可耕地面积仅占国 土总面积的 1%，粮食、蔬菜、水果曾严重依赖进口。 1924 年起，冰 岛开始尝试建设地热绿色温室，开展生态农副业，获得成功。 1990-2000 年，每年温室的总面积增加 1.9%。2002 年，全国绿色温 室总面积达 19.5 万平米，生产的西红柿、黄瓜可满足国内 70%的市 场需求。依靠地热温室种植， 冰岛已成为欧洲最大的香蕉种植出口国。 20 世纪 80 年代中期开发的地热养殖业，通过缩短鱼苗孵化和生长周 期，提高产量，大大加速了冰渔业的开展。目前，冰已拥有热水鱼苗 场 50 个，年养殖鱼苗 4000多吨，捕鱼量近 200 万吨，是世界人均捕 鱼量最高的国家。4洗浴保健和特色旅游业 。游泳池池水加热是最主要的地热能 利用之一。在冰岛约有 160个游泳池，其中，有 130 个游泳池利用地 热能加热。 大多数公共游泳池是全年开放的露天游泳池， 游泳池主要 用于娱乐和游泳训练。冰岛拥有火山口、熔岩流、热气孔、热泥池以 及间歇泉等独特的火山景观。英语“间歇泉Geyser 词即源自 冰岛语。 冰岛依赖独特的地貌和众多温泉疗养保健区， 每年吸引着大 量外国游客， 2004 年赴冰岛旅游人数已逾百万，其特色旅游前景十 分看好。 冰岛蓝湖温泉胜地即是游客必去的一站， 蕴含丰富矿物质的 蓝湖温泉其实是地热发电厂利用后的地热水形成的天然泻湖。5工业生产的利用。 冰岛西部 Reykholar 地区的海藻制造厂 Thorverk 公司直接利用地热资源进行生产。 Thorverk 公司通过使 用专用的海藻收割船，收割冰岛西北部 Breidafjordur 河河底的海藻。 自1976年该工厂投入生产以来，利用107C的地热水341/sec对海 藻进行烘干， 每年生产约 2000 至 4000吨的墨角藻和海藻粉。 冰岛 南部Grimsnes地区Haedarendi地热田的一个工厂，利用地热流生产 商业上使用的液态二氧化碳。该工厂每年利用约6 l/sec的地热流，能 够生产约 2000 吨的液态二氧化碳。 在冰岛利用地热能烘干鱼干产 品已有约 25 年的历史，主要包括咸鱼干、鳕鱼头、鳕鱼干和其它产 品的烘干。 因烘干的鳕鱼头年出口量达 15000 吨。宠物食品烘干是一 个新兴起的行业，每年宠物食品产品约为 500 吨。6道路融雪。 自 20 世纪 80 年代以来，在冬季，地热能用于加 热路面和融化积雪逐渐得到推广，家庭用约35 C的水进行人行道和停车场除冰。 当路面冰层较厚时， 大多数雪融化系统都有可能使用温 度为80C的热水进行除冰。冰岛全国雪融化系统的总面积约为74万m2。首都雷克雅未克地区雪融化系统的总面积约为55万m2。在市中心地区，人行道和街道地下安装了一种雪融化系统，其覆盖面积为 4 万 m2 。雪融化系统所消耗能量主要来自地热供热系统的回流水。 冰 岛凯夫拉维克机场的融雪跑道是世界上地热融雪利用的典范。