隨著“雙碳”目標的提出，清潔能源的使用已經成為一種潮流，作為清潔能源之一的地熱能慢慢被大眾熟知。那么，你對地熱能了解多少呢？

地熱能，就是來自地球內部的熱能。它是一種清潔、可再生的能源，具有巨大的利用價值。與風能、太陽能等可再生資源相比，地熱能最大的優勢在于能量能夠穩定連續地輸出。與傳統的化石能源相比，地熱能幾乎不會產生溫室氣體和污染物。

地熱能是隨處可見的，滾燙的巖漿從火山噴發雖然是一種災難，但這卻是地熱最極端的力量展示。在地球表面的每個地方，地熱能都在以我們難以察覺的強度向大氣中慢慢散發它的熱量。地球每年通過地表散發的熱量巨大，但在有限的地區內不僅很小而且很分散，目前的經濟技術條件尚無法收集和利用。在現有經濟技術條件下，能為人類所利用的那些熱量，才成為地熱資源。比如溫泉沐浴、地熱流體取暖、建造農作物溫室都是應用的典范。地熱能的儲量巨大，全球地熱能約相當于4.27億噸標準煤，相當于全球年度能耗總量的200萬倍。據估計，地球內部的熱能總量相當于全球煤炭儲量的 1.7 億倍。

地熱資源的形成

地熱能是如何產生的呢？那就先要從地球的構造說起。地球內部是一個巨大的熱庫，主要由地核、地幔和地殼組成。

設想一下，如果存在電影《流浪地球》中的“深地電梯”，我們搭乘著它從地表到地核，那么溫度將從十幾攝氏度逐步升溫到6000多攝氏度。那將是一種什么樣的體驗？讓我們開始深地之旅吧！

首先到達的是地殼，地殼是地球外表最薄的一圈，平均厚度約17千米，與地球半徑相比，地殼很薄。地殼自上而下大體可以劃分為變溫帶、常溫帶和增溫帶3個帶。

變溫帶，它的溫度主要受太陽輻射影響，隨著晝夜、季節的變化而變化。若沒了陽光的持續照射，地表溫度就會急轉直下，地表會變得十分寒冷。

到20～30米，就到了常溫帶，也是一口普通水井的深度。這里太陽輻射影響已是強弩之末，來自地球內部的熱能剛好抵消上部地溫的變化，使這一層的溫度常年處于與年平均氣溫接近的穩定狀態。

再往深部去就是增溫帶，就是地球內熱起主導作用的地方，一直到地殼底界。這一厚達十幾千米的地帶，平均每深100米，溫度就上升3℃左右，這一地帶就叫作“增溫帶”。

再往下走，在地表下17千米～2900千米的部位被稱為“地幔”。從進入地幔到地幔底部，溫度大約從1100℃升至3700℃。

繼續往下，地表下2900～6371千米的區域被稱為“地核”。溫度高達4000～6000℃，與太陽表面的溫度不相上下，儼然一顆“小太陽”。

這些熱量通過地殼的傳導、對流和輻射等方式，不斷地向地表傳遞。在一些特定的地質條件下，地下的熱水和蒸汽就會形成地熱能資源。

地下12226米是目前人類所直接探測到的地球最深處，但這個深度，還只是在地殼層。

那么地下10000米以內，除了有石油、天然氣，還有什么？沒錯，那就是地熱能，一種綠色低碳的可再生能源。它比風能更穩定，還不像光電受到晝夜影響。

地熱資源的分布

地熱資源分布受控于板塊構造運動：低溫地熱分布于板塊內部的活動斷裂帶、斷陷谷和坳陷盆地地區；高溫地熱集中在相對比較狹窄的地殼活動帶附近。世界上高溫地熱資源主要分布在幾個大的地熱帶上，一般也是板塊邊緣碰撞劇烈的地方。美國的蓋瑟爾斯、長谷、羅斯福，墨西哥的塞羅、普列托，中國的臺灣馬槽，日本的松川、大岳等都屬于“環太平洋地熱帶”。世界第一座地熱發電站所在的意大利拉德瑞羅地熱田、中國的西藏羊八井及云南騰沖地熱田都屬于“地中海—喜馬拉雅地熱帶”。此外還有“大西洋中脊地熱帶”“紅海—亞丁灣—東非大裂谷地熱帶”。

我國地熱資源非常豐富，分布廣泛。目前主要開采水熱型地熱資源（一般在地下幾百至數千米）和淺層地熱能（一般在地下200米范圍內）。

我國中低溫地熱資源主要分布于華北平原、江淮平原、蘇北平原、松遼盆地、下遼河平原、汾渭盆地等大中型沉積盆地上，分布在山地的斷裂帶上的地熱一般規模較小。在盆地特別是大型沉積盆地分布的地熱資源儲集條件好、儲層多、厚度大、分布廣，熱儲溫度隨深度增加，是開發潛力最大的地區。

我國適宜開發淺層地熱能的地區主要分布在中東部省份，包括北京、天津、河北、山東、河南、遼寧、上海、湖北、湖南、江蘇、浙江、江西、安徽等13個省（市）。

地熱資源怎樣改變了我們的生活？

地熱資源正以前所未有的方式重塑我們的生活，其被廣泛應用于居民供暖、地熱發電、溫泉康養、農業種植養殖等國計民生中，其中居民供暖是最主要的利用方式，通過梯級利用地熱能，盡量降低尾水溫度，能夠最大限度地利用地熱能。在農業領域，利用地熱資源，配合太陽能、電能、風能等能源，模擬適合植物生長所需條件，給植物反季節生長提供所需溫度、濕度、光照等環境和能量。總而言之，地熱能這種清潔能源正在創造“零碳村落”“恒溫城市”等新型生活方式。

地熱資源的種類

綜合考慮熱流體傳輸方式、溫度范圍以及開發利用方式等因素，地熱資源可分為淺層地熱能、水熱型地熱能和干熱巖型地熱能三種類型。

淺層地熱能指地表以下200米深度范圍內、在當前技術經濟條件下具備開發利用價值的、蘊藏在地殼淺部巖土體和地下水中、溫度低于25 ℃的低溫地熱資源。淺層地熱能包括淺層巖土體、地下水所包含的熱能，也包括地表水所包含的熱能。淺層地熱能屬于低品位熱能，適合采用熱泵技術加以利用，利用時不產生二氧化碳、二氧化硫等污染氣體，目前主要用于城市冬季供暖和夏季制冷。

水熱型地熱資源，也稱常規地熱資源，是指較深的地下水或蒸汽中所蘊含的地熱資源，是目前地熱勘探開發的主體。地熱能主要以天然出露的溫泉和通過人工鉆井直接開采利用的地熱流體為載體。其中，水熱型地熱資源按溫度分級 ，可分為高溫地熱資源 （溫度高于150℃）、中溫地熱資源（溫度介于90至150℃）和低溫地熱資源（溫度低于90℃）；按構造成因，可分為沉積盆地型地熱資源和隆起山地型地熱資源；按熱傳輸方式，可分為傳導型地熱資源和對流型地熱資源。

干熱巖，一般指溫度大于180℃、埋深數千米、內部不存在流體或僅有少量地下流體的高溫巖體。干熱巖的熱能賦存于各種變質巖或結晶巖類巖體中，較常見的干熱巖有黑云母片麻巖、花崗巖、花崗閃長巖等。干熱巖開發利用需要人工制造熱儲，向注水井（回灌井）高壓注入溫度較低的水，使巖體產生裂縫。隨著低溫水的不斷注入，裂縫不斷增加、擴大，并相互連通，最終形成一個大致呈面狀的人工干熱巖熱儲構造。注入的水沿著裂隙運動并與周邊的巖石發生熱交換，被加熱后以高溫水或水汽混合物的形式從生產井中開采出來，利用后的尾水又通過注入井返回地下，形成一個閉式回路。

天津目前主要開發利用淺層地熱能和水熱型地熱資源，其中水熱型地熱資源溫度在40至113℃，屬于中低溫地熱資源。

警惕不當的開發方式

地熱資源雖屬可再生能源，但不當的開發利用方式也會造成枯竭。如能合理開發，這種情況就能避免。什么是最有效的途徑呢？答案就是地熱回灌。

地熱回灌是減緩地熱開發對地質環境的不良影響、維持地熱資源可持續開發的主要保護措施。著名地質學家李四光告訴我們，地熱資源的開發，只有實現了取熱不取水，才算進入了地熱開發的大門。地熱回灌就是將利用后溫度降低的地熱尾水或其他水源經過水質處理后通過回灌井重新注入熱儲層的技術，形成可利用的地熱水，達到循環利用的目的，做到取之不盡，用之不竭。