地熱能的利與弊

在本指南中，我們列出地熱能潛在的優點和缺點。

本指南是我們列出的一係列指南的一部分不同能源和發電方法的優缺點．

總結-地熱能的利與弊

優點

被許多國家使用嗎

可再生不像化石燃料是有限的

一般來說，與其他能源相比，它的碳足跡更低

與燃煤電廠相比，空氣汙染更低

管理空氣汙染物的技術已經存在

管理其他形式的汙染和汙染的係統和技術也存在

是可靠的，而不是間歇性/可變的能源來源

不像其他能源(比如煤)那樣需要加油

不同的地質條件下存在不同類型的地熱裝置

可以在小範圍或大範圍內使用——可以用於單個家庭，也可以用於更大的人群

適用於各種用途-加熱和冷卻，幹燥和發電

潛力巨大的電力容量

使用的土地通常在偏遠地區

一直以來都取得了技術進步

一些地熱設備對環境沒有影響

缺點

還能釋放一些溫室氣體嗎

不是每個國家都有這樣的地質條件/資源

一些國家在地熱能的可行性方麵存在各種障礙

法律框架可能是一個障礙

到處都不劃算

不實用，也不隨處可見

會產生有毒的汙泥廢物副產品嗎

有水足跡，並有可能影響水質

要考慮一些環境影響

是造成地震等自然事件的原因之一嗎

會不會有其他問題比如地麵下沉

一般的總結

地熱能有一些好處，並被一些國家用作電力能源結構的關鍵部分。

話雖如此，地熱能在更大範圍內可能受到地理適宜性等因素的限製，以及一些國家財政可行性方麵的挑戰。

從理論上講，鑽探使地熱能更廣泛地使用，但鑽探的成本和相關的安裝成本並不總是使地熱能有利可圖。

這些限製意味著太陽能、風能和水力等可再生能源的使用比地熱更廣泛，而且在太陽能和風能的情況下，可能會以更顯著的速度增長。

*注意-以上的優點和缺點是廣泛的概括。

顯然，每個具體的能源項目都有不同的變量，影響最終的利弊(比如減少燃煤電廠排放的新技術隻是眾多例子之一)。

每個能源項目和情況(在不同國家和城市)應單獨分析。

話雖如此，關於不同能源的利弊的一些廣泛原則和模式也趨於一致。

地熱能是什麼?

地熱的名字來源於geo，指的是岩石，以及thermal，指的是熱量。

地熱能是來自地核的熱能，通常以蒸汽或水的形式存在。

蒸汽或水的溫度在決定如何使用或轉換熱量或能量方麵起著一定的作用。

例如，發電可能需要更高的溫度。

地熱能的用途是什麼?

這些能量可以用於空間加熱、發電和幹燥。

家庭可以直接使用地熱(通過水泵)加熱他們的水。

在更大的規模上，建立了可以發電的地熱發電廠。

地熱能生產的主要類型及其工作原理

地熱能有多種分類方法。

第一個(如irena.org所述)可能包括:

1.直接使用(區域供熱、地熱泵等)

2.通過地熱發電廠從熱液水庫發電

在更大範圍內對地熱能進行分類的另一種方法可能分為兩類:

1.利用靠近地球表麵的熱熔岩(被稱為地質熱點)的熱水。這些地區的發電廠被稱為熱液發電廠

2.向地球表麵更深處鑽探以獲取更深處的熱能。這種係統被稱為熱幹岩地熱，也被稱為增強型地熱係統

不同的地熱能站點使用不同的技術或方法將能量轉換為電能，也用於冷卻。

地熱能專家

是否被一係列國家所使用

用於電力和供暖。

irena.org概述說:“地熱能在冰島、薩爾瓦多、新西蘭、肯尼亞和菲律賓等國家提供了很大一部分電力需求，在冰島提供了90%以上的供暖需求。”

一些消息來源表明，目前全球地熱發電廠提供的電力約占地熱發電廠供暖電力的三分之一。

根據維基百科，截至2010年，美國和菲律賓擁有最高的地熱發電裝機容量

可再生

與化石燃料相比，地熱儲層可以以一種合理可持續的方式進行補充——通常水會被重新注入儲層，因此需要獲得水資源。

例如，當地熱能通過水熱泵直接使用時，它仍然是合理的可持續和可再生的

與其他能源相比，它的碳足跡更低

幾組數據表明了這一點與化石燃料、專用生物質能等其他能源相比，地熱能的碳足跡更低

eia.gov提到“地熱發電廠排放的二氧化碳比同等規模的化石燃料發電廠少99%”。

此外，閉環係統可以幫助將二氧化碳和甲烷作為溫室氣體在進入大氣之前注入地下

與燃煤電廠和其他化石燃料電廠相比，空氣汙染更低

[一些數據顯示，地熱發電廠的二氧化硫排放量比燃煤發電廠低30倍](ucsusa.org)

eia.gov還概述了“地熱發電廠排放的導致酸雨的硫化合物比同等規模的化石燃料發電廠少97%”

管理空氣汙染物的技術是存在的

來自地熱發電廠的空氣汙染物可以通過洗滌器和汞過濾器進行管理

此外，閉環係統可以幫助將空氣汙染物注入地麵，而不會暴露在大氣中

管理其他形式汙染的係統和技術也存在

特別是閉環係統可以防止不同類型的汙染和汙染。

閉環係統可以幫助將含有鹽、硫和其他礦物質的水抽回地下水庫，這有助於防止水汙染

是可靠的，而不是一種可變形式的能量

地熱能不像太陽能或風能那樣依賴於天氣條件，這使得地熱能穩定可靠

根據irena.org的說法，地熱具有高容量因子，能夠“提供基本負荷電力，以及提供輔助服務”。

它不像其他形式的能量那樣需要補充能量

例如，一個燃煤發電廠需要購買煤炭，並需要加油。

除了可能需要重新注滿水庫之外，地熱發電廠不像燃煤發電廠那樣需要加油。

這可能意味著成本波動較小，電價穩定。

不同的地質條件下存在不同類型的地熱裝置

如上所述，地熱能在大規模使用時可以在兩種主要類型的設備上運行:

1.熱液設施，即靠近地球表麵的熱水可以用來加熱或提供能源

2.熱幹岩地熱裝置(增強型地熱係統)涉及到深入地球以獲取熱量或能量

可以大規模使用還是小規模使用

單個家庭或大量人口都可以利用地熱能。

Efficientgreenpower.com概述了水泵係統(地源熱泵)和熱交換器可以直接供家庭使用

在更大的範圍內，地熱發電廠可以用於大量的電力或供暖

良好的一係列用途

如加熱、發電、幹燥等。

電力容量潛力巨大

renewableresourcescoalition網站的一項估計是:

最高估計顯示，全球範圍內的潛力為2太瓦。

但是，其他地熱發電廠的估計在0.035到2太瓦之間。

全球能源消耗約15太瓦(TW)，遠不及地球上儲存的能量。

據估計，目前約有40個國家可以利用地熱發電滿足其大部分電力需求(這說明了地熱能源的潛力)。

正如本指南中其他地方提到的那樣，隻有一定百分比的能源潛力是經濟上可盈利的。

使用的土地通常在偏遠地區

地熱能的土地利用可以是少量的，也可以是大量的。

但是，土地使用通常是在更偏遠的地區，在那裏土地使用可能不是一個大問題。

技術進步正在推動能源的發展

最近的技術進步，如增強型地熱係統，使更多的資源可開采，並降低了成本。

一些地熱設備對環境沒有影響

Eia.gov概述了“直接使用應用和地熱熱泵對環境幾乎沒有負麵影響”

地熱能的缺點

還能釋放一些溫室氣體嗎

當使用開環係統時，可以釋放二氧化碳和甲烷

此外，地熱發電廠的建設和基礎設施也會產生碳足跡

不是每個國家都有這樣的地質條件/資源

如果不進行鑽探，大規模的地熱能需要合適的“地質熱點”。

這些熱點並不是平均分布在每個國家，甚至是一個國家內的區域，因此，並不是每個國家或地區都有適合地熱能生產的地質條件。

所以，它可能僅限於構造板塊邊界附近的地方。

即使鑽井技術的引入使得地熱能的使用更加廣泛，但鑽井的成本仍然限製了能夠有利可圖地建立和運營地熱能的國家和地區。

此外，發電通常需要更高的溫度才能有效。

energyinformative.org網站指出:“我們需要水溫超過150°C(約300°F)或更高，才能有效地轉動渦輪機並利用地熱能發電。”

一些國家在地熱能的實用性或可行性方麵存在各種障礙

這些障礙可能包括合適的地熱資源，能夠擴大地熱生產，以及財務障礙。

目前的技術、補貼水平和能源價格也可能是其他問題。

arena.gov.au指出，像澳大利亞這樣的國家可能擁有良好的地熱潛力，但諸如尋找合適的資源、以足夠高的速度生產熱流體以及充足的資金等障礙，都阻礙了地熱作為能源的財務可行性。

更多關於成本的內容:

與地熱發電廠和地熱加熱/冷卻係統相關的成本……對於一個容量為1兆瓦的地熱發電廠，最終可能在200萬至700萬美元之間。

[鑽探地熱能也很昂貴]

盈利能力:

有些資源是有利可圖的，有些則不然，這就限製了你可以在哪裏安裝地熱發電廠。

關於居民安裝地熱泵的回報時間:

對於住宅地熱泵，地源熱泵的成本一般為3000 - 10000美元，投資回收期為10 - 20年。

關於能源運輸的實用性:

如果地熱能是通過熱水(而不是電力)長距離傳輸的，那麼必須考慮到巨大的能量損失。

法律框架可能成為障礙

正如wikipedia.org所概述的，與地熱能有關的法律框架問題有很多，比如所有權、許可、版稅等問題

會產生有毒的汙泥廢物副產品嗎

當使用洗滌器捕獲空氣汙染物時，會產生充滿捕獲的汙染物和化學物質的有毒汙泥，這種汙泥通常是危險的，必須在危險廢物場址安全妥善地管理

有水足跡，並有可能影響水質

地熱能發電廠需要水——主要用於冷卻。

這些水可以是地熱流體或淡水——所需的外部淡水量越大，淡水資源的足跡就越高。

水還需要重新注入正在使用的水庫(以防止地麵下沉，並保持水庫中的水量)，水也可能以蒸汽的形式流失。

這裏的原理是一樣的——使用(或損失)的淡水越多，對淡水資源的影響就越大。

地熱發電廠也有可能通過水汙染影響水質，但閉環係統通常可以防止這種情況發生。

一些潛在的環境問題

此外，它們還與二氧化硫和二氧化矽的排放有關，而且水庫中可能含有微量的有毒重金屬，包括汞、砷和硼。

但是，與化石燃料相比，它對環境的影響沒有那麼大。

環境影響也可能取決於能源到電力的轉換技術/方法，以及所用的冷卻技術/方法

能導致或促成自然事件的發生

在一些非常罕見的情況下，地熱能會引起地震，因為它們會影響土地的穩定性。

德國和新西蘭就是這樣的例子。

水力壓裂是開發增強型地熱係統(EGS)發電廠的固有組成部分，它可以引發地震。

——energyinformative.org

此外，有一些證據表明，熱液植物可以導致更高的地震頻率。而且，增強的地熱係統可能會增加小地震的風險[然而，我們可以做一些事情來減少這種風險](ussusa.org)

是否會涉及其他問題，如地麵沉降

使用地下水庫會導致水庫中的水量減少，從而導致地麵下沉，即地麵沉降。

然而，通過將水注入水庫作為地熱能源過程的一部分，可以最大限度地減少或防止地麵沉降。

來源

1.http://efficientgreenpower.com/geothermal-energy

2.http://energyinformative.org/geothermal-energy-pros-and-cons/

3.https://www.renewableresourcescoalition.org/alternative-energy-sources/

4.https://www.ucsusa.org/resources/environmental-impacts-geothermal-energy

5.https://www.eia.gov/energyexplained/geothermal/geothermal-energy-and-the-environment.php

6.https://arena.gov.au/renewable-energy/geothermal/

7.https://www.irena.org/geothermal

8.https://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_energy

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