地熱的案例
地熱開發，已成為地勘單位轉型的重要機遇！
20世紀70年代爆發的石油危機，讓地熱這種儲量豐富、可循環利用的清潔能源，在全球多個國家被廣泛利用。自那時起，我國亦開始對地熱資源投入了大量研究和開發利用嘗試。
“十三五”期間，我國提出推動建設清潔、低碳、安全、高效的現代能源體系，地熱產業因此在多個地區得到了快速發展。根據《地熱能開發利用“十三五”規劃》初步估算，到2020年，我國地熱能利用量將比2015年增長2.5倍。
為城鄉環境、人民生活帶來高“顏值”“幸福感”的地熱在受歡迎的同時，不容忽視的是，我國地熱資源開發利用尚處于起步階段，面臨地熱發電推進緩慢、上位法缺失、淺層地溫能開發利用魚龍混雜等問題。
在第21屆中國國際礦業大會地熱分論壇上，幾位業內權威專家從國內外宏觀、技術、應用、管理等角度剖析了地熱能產業面臨的機遇與挑戰，給出了行業高質量發展的看法和解法。
“四個第一”
“各國比較，不是比誰的資源多，而是比誰的利用做得大。”中國能源研究會地熱專委會專家委員會主任鄭克棪認為，做地熱產業頂層設計，需要對地熱全球利用情況有一個宏觀上的概念。
地熱利用分為發電和直接利用。從目前國內外整個地熱產業的開發利用現狀來看：
地熱直接利用方面，我國創造了四個“第一”。
展開 地熱能如何服務人類？
地熱是一項十分寶貴的能量資源。這是因為地球深部就像一個龐大的高溫火爐，其中僅靠近地面10千米范圍內所蘊藏的地熱能，就相當全世界煤炭所蘊藏能量的1.7億倍。
地底下真有熱能嗎？
我們人類很久以前就已經開始利用地熱能，例如溫泉沐浴、醫療，利用地下熱水取暖、建造農作物溫室及烘干谷物，等等。但人類真正認識地熱資源，并進行較大規模的正式開發利用卻是開始于20世紀中葉。
地熱能大部分是來自地球深處的可再生性熱能，它起于地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變。其中有一小部分能量來自于太陽，表面地熱能大部分來自太陽。地下水的深處循環把熱量從地下深處帶至近表層。其儲量比人們所利用能量的總量多很多，大部分集中分布在構造板塊邊緣一帶，這一帶也是火山和地震多發區。它不但是無污染的清潔能源，而且如果熱量提取速度不超過補充的速度，那么熱能而且是可再生的。
地熱能是一種新的潔凈能源，在當今人們的環保意識日漸增強和能源日趨緊缺的情況下，對地熱資源的合理開發利用已愈來愈受到人們的青睞。其中距地表2000米內儲藏的地熱能為2500億噸標準煤。全國地熱可開采資源量為每年68億立方米，所含地熱量為973萬億千焦耳。在利用地熱規模上，我國近些年來一直位居各國首位，并以每年近10%的速度逐步增長。
地熱發電站
怎么樣利用熱能服務人類呢？
意大利于1904年最先建成了一座500千瓦的地熱發電站。隨后，一些歐美國家也陸續建成了地熱發電站，1970年12月，我國在廣東豐順建成了第一座地熱發電站。目前世界上最大的地熱發電站是美國建造的，其裝機容量達60萬千瓦。地熱發電和火力發電的原理差不多，主要是利用熱源產生高溫蒸汽來推動汽輪機旋轉，然后帶動發電機發電。它們所不一樣的是，地熱發電不像火力發電那樣要裝備龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地熱能和由地熱加溫的蒸汽。
展開 地大熱能：未來地熱能利用的三種主流模式
地球表面下，儲藏著非常豐富的地熱能， 在距離地表5000米深的地方儲存的地熱能，相當于4948億噸標準煤的熱量。地熱能以其清潔、高效、穩定、分布廣、可再生、應用范圍廣等優勢，成為未來新能源領域的佼佼者。地熱能初投資雖然稍大，但并不比太陽能和風能更高，而且運行和維護費用低廉，雖然其分布受地域限制，但由于其利用模式多，在不同的地域可以采用因地制宜的利用模式。
中國最初的地熱能利用，涉及的模式十分廣泛，為現今的市場化地熱能開發提供了寶貴的經驗，地熱能的直接利用和地熱發電都有所嘗試，在工業加工、民用采暖和空調、醫療、洗浴、土壤加溫、農業溫室、農田灌溉、水產養殖、畜禽飼養等方面，都進行了實踐的嘗試，在上世紀90年代，還建成了幾座頗具規模的地熱電站，得到了聯合國的鼓勵和支持。
時至今日，地熱能作為新能源中的優勢能源之一，再次進入經濟發展的主流趨勢，而其利用模式，也由市場經濟初期的地熱溫泉利用，逐步向能源為主的利用模式轉型，使可貴的地熱資源得到充分、高效的利用。在未來，地熱能作為能源的主流利用模式有三種，分別是：地熱供暖、地熱發電與地熱農業。
主流模式之一：地熱供暖
地熱能供暖包括地熱井供暖和地源熱泵兩種方式，無論是哪一種方式，都是利用中淺層的地熱資源，為建筑物提供可以長期利用的熱量或冷量。地熱能供暖不會像化石能源那樣帶來碳排放導致的環境污染，也不會像一般的空氣源熱泵一樣將多余的熱量排出室外從而導致熱島效應，是十分清潔的綠色能源，此外，地熱能供暖不需要轉化為電能再供暖，這是非常節能的，地熱能供暖比其他同類的供暖方式的能效利用率更高，十分經濟實惠。
鑒于地熱能供暖的種種優勢，它成為了地熱能在未來的主流利用模式之一，目前全球乃至中國的很多大型公共建筑以及企業、學校等，都采用地熱能供暖。
展開 基于COMSOL的地熱能應用數值分析--先溝通再付費 ￥800
<p><span style="color: rgb(5, 7, 59); background-color: rgb(253, 253, 254);"> 地熱能作為一種清潔、可再生的能源，具有廣闊的應用前景。隨著全球對環境保護和可持續發展的重視，地熱能的應用領域不斷擴大。在供暖、制冷、發電等方面，地熱能展現出高效、穩定、環保的優勢。此外，地熱能還可以用于溫泉旅游、農業溫室、水產養殖等領域，為經濟發展提供新動力。未來，隨著技術的進步和成本的降低，地熱能有望在全球范圍內得到更廣泛的應用和推廣，成為推動能源轉型和綠色發展的重要力量。</span></p><p><br></p><p>利用地熱能進行融雪化冰是一種高效、環保且可持續的方法。以下是對該方法的詳細分析：</p><h3>一、地熱能融雪化冰的原理</h3><p>地熱能融雪化冰主要利用土壤或地下水中的地熱能量，通過熱傳導元件（如熱管、傳熱管線等）將熱量傳遞到地表，使積雪融化。這一過程中，地熱能被轉化為熱能，用于加熱路面或地表，從而實現融雪化冰的目的。</p><h3>二、地熱能融雪化冰的應用方式</h3><ol><li>道路融雪化冰：</li></ol><ul><li class="ql-indent-1">可以在道路結構內部埋設傳熱管線或導熱體，形成融雪化冰系統。當冬季降雪時，通過啟動系統，將地熱能量傳遞到路面，使積雪融化。</li><li class="ql-indent-1">熱管加熱法是一種常用的地熱能融雪化冰方式。它利用重力式熱管的工作原理，將地下土壤中的熱量傳遞到路面內部，并通過混凝土傳熱作用進一步將熱量傳至路表，進行冰雪層融化。
展開 
黃少鵬：地球科學12個核心問題凸顯地熱研究重要性
從地熱學的角度，合適的地球淺層溫度環境是維系生物鏈的基本條件之一，因而地溫的變化必然影響生物種群的興衰。由于地殼和地幔導熱能力的差異而造成地球內部熱量不能順暢散發而發生局部囤積與爆發式釋放，從而引發地震和火山爆發等重大地質事件，更可能引起生物多樣性的突變。
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如何通過地球科學研究來降低地質災害的風險和損失？
地質災害每年都給人類造成巨大的生命和財產損失，但目前人們對地震、海嘯、火山、滑坡和洪水等重大地質災害的孕育、發生和發展過程的認識，還遠沒到達定量化和可預測的水平。從地熱學的角度，地熱研究至少對于地震和火山活動的成因機理的認識是不可或缺的，地溫測量更是地震和火山活動的重要監測項目和短期預報的重要依據。
雖然以上解讀是簡略和示意性的，但已經足以看出地熱研究在整體地球科學研究中的重要性。地熱學理論和地球內部熱模型的發展，不僅對地球科學諸多研究領域的發展具有促進作用，而且具有重要的實際應用價值。
筆者建議，在科技部、國家自然科學基金委員會和中國科學院等部門制定的“十四五”科學技術發展規劃中，適當加大對地熱基礎研究的資助力度，組織實施具有基礎性和引領作用的國家級地熱基礎研究重大項目，同時鼓勵在其他地球學科重大科研項目中增設地熱課題，促進地熱學研究與其他學科領域研究相輔相成，特別是要加快地熱研究領域的人才培養。
展開 COMSOL案例，非均質儲層的地熱能群井抽采 ￥98
本人做的一個comsol案例，適用于做地熱能開采的同志們，模型為非均質模型，利用地質統計學模擬得到儲層的非均質性，加載到comsol中，表征滲透率的非均質性，有研究領域相似的小伙伴可拿去研究研究。
第五屆國際巖土介質破裂力學學術研討會會議紀要
唐春安教授作了關于EGS-E：基于開挖的地熱系統的報告，報告講述了我國現階段的地熱利用現狀，并且介紹了大連理工大學深地工程研究中心對地熱開挖系統的初步成就，包括沙盤的建立、初步的數值模擬結果等。
第五屆國際巖土介質破裂力學學術研討會于7月13日晚圓滿結束，本屆論壇主題明確，專題聚焦，深入淺出，成效卓著。國內外專家和青年學者圍繞巖土介質破裂力學學科前沿、關鍵科學技術問題開展了廣泛討論，為巖土工程破裂力學未來學科布局起到很好的促進作用，為學科發展的科學創新、理論發展和技術應用指明了前進的方向。
來源：中國力學學會
可再生能源新秀將會是誰？
地熱能
一些地熱發電廠使用深入地殼兩三英里的井
地球形成時留下的熱量和地球熔融核內衰變的放射性元素產生的熱量會滲透到地殼中，形成了可以使用的蒸汽或熱水井。一些地熱發電廠將溫度在300到700華氏度之間的蒸汽或水輸送到地表作為直接熱能。其他電廠也可以把這些熱量轉化為電能。熱液資源在冷卻后被重新注入地面。
如今，美國有60多家地熱發電廠在運營，為美國提供了近40億瓦的電力，可以為100多萬戶家庭供電。但這些電廠往往集中在加利福尼亞和內華達州等有地熱熱點的地區，如間歇泉或火山，或者在構造板塊相互摩擦，地球的熱量更容易地穿過地殼的地區?？的螤柎髮W教授杰斐遜·泰斯特(Jefferson Tester)說，如果想讓地熱能在與其他可再生能源的競爭中勝出，關鍵是“進入自然資源不那么充足的地方，并找到一種合適的方法來設計發電系統?！彼强的螤柎髮W一個地熱能發電試點項目的首席科學家，該項目希望2035年可以直接用地熱資源為30,000人的校園供暖。
泰斯特博士說，一種解決方案是注入“干熱巖石”，這個過程會破壞巖石，使發電廠在加熱后能收集注入的水用于發電。美國去年通過的兩黨基礎設施法案投入了8400萬美元用于這樣的創新，即所謂的增強地熱系統。這些系統可以使工程師能夠擴大建造地熱發電廠的地理范圍。
太陽能
從軌道上無線傳輸太陽能
由于天氣變化和晝夜更替，只能間歇地利用太陽能。
展開 在 COMSOL 中簡化地下水流建模
傳熱與多孔介質流的耦合應用：地熱回灌
井邊界條件可用于前面提到的地熱回灌示例。我們在之前的文章中介紹的模型的略微修改版本。在這種情況下，地熱地下水以 150 l/s 的速度通過生產井生產。在用于產生熱量后，水再以相同的速率重新注入，此時水溫為 5°C。在外部邊界施加 2 mm/m 的水平水力梯度。
地熱回灌模型的模型設置(左)和網格(右)。
在 COMSOL Multiphysics 5.3 之前，生產井和注入井被繪制為嵌入地質構造中的圓柱體，并使用達西定律的入口和出口 邊界條件以及傳熱 的溫度和流出邊界條件在圓柱體表面定義質量和熱通量。
現在，井由單邊定義，新的井 特征和線熱源特征用于定義質量和熱通量。這兩個功能的設置如下圖所示。
井特征(左)和 線熱源特征(右)的設置。
在井特征中，通過設置 M0= 150 l/s ρwater。在材料節點中指定水的密度，該節點可通過表達式 mat5.def.rho 訪問。對于線熱源，我們根據以下公式定義每單位長度的源項 Ql = MlCpΔT。這里 Ml 是每單位長度的質量流量，由井 特征 （dl.well1.Ml)計算; Cp 是水的比熱容（mat5.def.Cp）; ΔT = Tinj – T 是注入溫度與實際溫度之間的溫差。
使用井特征，與使用圓柱體作為鉆孔的模型相比，網格單元(118,000 vs. 126,000)減少了約 8%；模擬運行速度提高了大約 10%(31 min vs. 26 min)。下面的動畫顯示了 5 年內的溫度演變。
五年來地熱儲層溫度的演變。
為了證明井特征給出的結果與圓柱表面上的相應邊界條件相同，我們比較了生產溫度的結果?？梢钥吹?，兩個結果具有很好的一致性。
兩種建模選項的生產溫度比較。
展開 每天都用電 你可知道世界上最大的發電廠？
最大的地熱發電廠：蓋瑟斯地熱田
地熱發電：利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發電技術。其基本原理與火力發電類似，實際上就是把地下的熱能轉變為機械能，然后再將機械能轉變為電能的能量轉變過程。
蓋瑟斯地熱田是目前所知世界最大的地熱田，位于美國加州舊金山北面約120公里處，面積超過140平方公里，儲集層蒸汽溫度最高達280℃。1988年，該地熱田電廠的總裝機容量達到2043兆瓦，真正稱得上世界第一，雖然現在產量下降到了1000兆瓦，但依然是最大的地熱田，它所產生的電能占加州北海岸地區總電量的60%多。
最大的風力發電廠：Alta風能中心
風力發電：利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度(微風的程度)，便可以開始發電。風力發電包括陸上風電和海上風電。
Alta風能中心(AWEC)在美國加利福尼亞州克恩縣特哈查比，是目前全球最大的風力發電場，擁有1020兆瓦的裝機容量。這個陸上風電場為Terra-Gen電力公司擁有和運營。目前正在擴建中，使風電場的裝機達到1550兆瓦。
最大的太陽能電廠：伊凡帕太陽能發電站
太陽能發電：太陽能發電有兩大類型：一類是太陽光發電(亦稱太陽能光發電)，另一類是太陽熱發電(亦稱太陽能熱發電)。太陽能光發電是將太陽能直接轉變成電能的一種發電方式。太陽能熱發電是先將太陽能轉化為熱能，再將熱能轉化成電能。
伊凡帕太陽能發電站是世界上最大的太陽能發電站，位于美國加州和內華達州交界的莫哈韋沙漠。
展開 熱泵在碳中和中的作用與意義
供給側減排方面的地熱供熱、需求側減排方面的工業節能中的余熱余壓回收、建筑使用過程當中的暖通空調及熱水系統節能，這些技術路線上熱泵裝置均能充分發揮自身特點，為路線的實現提供有效工具。如中深層地源熱泵可利用地熱能供熱；高溫熱泵十分適用于工業余熱的回收利用，回收的熱量既可以用于工藝過程，也可以用于供熱，推動工業體系的低碳化；而建筑暖通空調、衛生熱水供應方面，各類熱泵供暖裝置和熱泵熱水器已有大量的應用，尤其是清潔取暖的政策發布以來，空氣源熱泵在北方集中供暖應用迅速推廣開來。
圖1?4 低碳技術盤點
從能源革命角度來看，熱泵契合能源轉換鏈條的革命性變化，符合終端用能電氣化發展的需求；從能量利用角度來看，熱能是我國終端能耗的主要形式，而使用熱泵提供中低溫熱能是最優方式；從技術路線角度，熱泵能夠為供給側減排方面的地熱發電/供熱、需求側減排中建筑、工業、農業、交通等領域的中低溫熱能生產提供工具。因此，為推進我國碳中和目標順利達成，大力推廣熱泵技術是必由之路。
地源熱泵
地源熱泵技術，是一種利用淺層地熱能源的低品位熱源既可供熱又可制冷的高效節能的空調技術，實現對建筑物供暖、制冷、熱水三聯供系統的能源供給，是目前淺層地熱能最主要的開發利用方式。地源熱泵主要分為地埋管熱泵、地下水熱泵和地表水源熱泵 。
展開 
基于comsol的垂直套管干熱巖熱能采集仿真分析
地球通過火山、地震、地熱等方式源源不斷地釋放著內部能量。我們所熟悉的溫泉正是地球比較溫和地釋放能量的方式，屬于地熱資源的一種。</p><p> 干熱巖是深埋地下、沒有或極少量含有水或蒸汽的熱巖體，屬于另一種地熱資源。從理論上來講，從地球表面向內部延伸，溫度會逐漸增加。任何區域達到一定深度，內部高溫都足以開發干熱巖。</p><p>可以說，干熱巖是無處不在的自然資源，是可再生能源的主力軍。 </p><p> </p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202105/30df51137cd44693844ed539014e5669.png" title="QQ圖片20210514130311.png" alt="QQ圖片20210514130311.png" style="max-width: 760px; width: 411px; height: 374px;" width="411" height="374" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202105/30df51137cd44693844ed539014e5669.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202105/30df51137cd44693844ed539014e5669.png?
展開 “環境地質 城市地質”研討會在石家莊召開
同時，如何更好地對地熱資源進行勘查開發利用，助力全省能源結構調整，也備受人們關注。
在研討會上，郝愛兵做了題為《城市地質工作總體思路》的報告，就城市地質工作的總體規劃、最新發展趨勢，雄安新區城市地質實踐，支撐服務空間規劃的資源環境承載能力思考等方面進行了講解。
馬震做了題為《雄安新區綜合地質調查工作研討》的報，介紹了雄安新區城市地質調查的工作概況、工作部署、組織實施、初步成果等內容。
劉昭在題為《熱儲工程及應用前景》的報告中，介紹了地熱能、地熱資源的利用、熱儲工程等方面最新的發展趨勢。
3位專家的講座觀點前沿、理念新穎、內容精彩，進一步開闊了大家視野、深化了人們對城市地質的認識，為河北省更好開展城市地質工作提供了很好的借鑒。
來源：長城網(田桂云 劉清波)
展開 可持續 | 肯尼亞初創公司借助仿真推動碳捕獲技術的發展
最大限度地利用自然資源
該初創公司最大限度地利用肯尼亞的自然資源，并強調肯尼亞的電網中93%的能源為可再生能源，其中約48%的能源來自地熱資源。
Wanjau表示：“我們設計了DAC技術，使其能夠直接與地熱能集成。盡管DAC-地熱集成已經得到驗證，但我們正在通過優化系統來鞏固現有的成功經驗，以顯著降低DAC運營成本和地熱能利用成本。廉價、豐富且清潔的地熱能，將驅動我們DAC方法中最耗能的環節，例如解吸加熱、冷卻和真空環境生成。”
Wanjau預計，該集成將可滿足公司位于大裂谷的試點DAC和封存設施最多達80%的能源需求，該試點和設施被稱為“蜂鳥項目”（Project Hummingbird），是全球第二個DAC和地質封存設施。
該公司認為，肯尼亞的地質條件對DAC十分有利，大裂谷等地擁有豐富的玄武巖地層，非常適合封存捕獲的CO?。
該初創公司表示，肯尼亞運營的另一個優勢是擁有成本相對較低的制造基地。
Barasa說：“通過本地能力建設，我們培養出一支由62名專業人士組成的高技能團隊，其中包括40多名工程師，以滿足新興氣候技術行業的需求。這種方法不僅使我們能夠更快地掌握技能，而且還促進了該地區的社會經濟發展?！?除了項目現場外，該團隊還在內羅畢設有一個研發（R&D）和制造設施。
展望更清潔的未來
Octavia Carbon擁有長期可持續發展目標。該公司的目標是到2030年從大氣中去除超過100萬噸的CO?，并通過為可持續航空燃料（SAF）和綠色鋼鐵等行業賦能來推動可持續創新。
為了實現這些目標，該初創公司計劃擴展其DAC技術，同時利用Ansys仿真來降低成本。
展開 COMSOL深層垂直井同軸換熱能力數值模擬 ￥800
針對深層地熱資源套管換熱科學評價問題，通過固體傳熱與非等溫管道流的綜合理論分析，以 COMSOL 多物理場耦合數值計算軟件為模擬平臺，分別構建同軸單井巖–水耦合傳熱模型，為深層地熱資源的高效開發利用提供借鑒。
模型簡化：
模型計算：
模型結果：
