地热能是由地壳抽取的天然热能。这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。仅地下10千米厚的一层，储热量就达1.05×1026焦耳，相当于9.95×1015吨标准煤所释放的热量。地球内部的温度高达7000℃，而在80千米～100千米的深处，温度会降至650℃～1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1千米～5千米的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。我们生活的地球是一个巨大的地热库，地热能在世界很多地区应用相当广泛。老的技术现在依然富有生命力，新技术业已成熟并且不断完善。在能源开发和技术转让方面，未来的发展潜力相当大。地热能天生就储存在地下，不受天气状况的影响，既可作为基本负荷能使用，也可根据需要提供使用。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。

地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可利用的范围如下：

1.200℃～400℃，直接发电及综合利用；

2.150℃～200℃，双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工；

3.100℃～150℃，双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品；

4.50℃～100℃，供暖，温室，家庭用热水，工业干燥；

5.20℃～50℃，沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工。

现在许多国家为了提高地热利用率，而采用梯级开发和综合利用的办法，如热电联产联供、热电冷三联产、先供暖后养殖等。

人类很早以前就开始利用地热能，例如利用温泉沐浴、医疗，利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。但人们真正认识地热资源并进行较大规模的开发利用却始于20世纪中叶。

蒸汽型地热发电

1.地热发电

地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体首先被应用于发电。地热发电和火力发电的原理是一样的，都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。所不同的是，地热发电不像火力发电那样需要装备庞大的锅炉，也不需要消耗燃料，它所用的能源就是地热能。地热发电的过程，就是首先把地下热能转变为机械能，然后再把机械能转变为电能的过程。要利用地下热能，首先需要有“载热体”把地下的热能带到地面上来。目前能够被地热电站利用的载热体主要是地下的天然蒸汽和热水。按照载热体的类型、温度、压力和其他特性的不同，可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类。

（1）蒸汽型地热发电

蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电，但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。这种发电方式最简单，但干蒸汽地热资源十分有限，且多存于较深的地层，开采技术难度大，故发展受到限制。该类发电主要有背压式和凝汽式两种发电系统。(www.daowen.com)

（2）热水型地热发电

热水型地热发电是地热发电的主要方式。目前热水型地热电站有两种循环系统：①闪蒸系统。当高压热水从热水井中被抽至地面，由于压力降低，部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽，蒸汽被送至汽轮机做功；而分离后的热水可继续利用后排出，当然最好是再回注地层。②双循环系统。地热水首先流经热交换器，将地热能传给另一种低沸点的工作流体，使之沸腾而产生蒸汽。蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽器，再通过热交换器而完成发电循环。地热水则从热交换器回注地层。这种系统特别适合于含盐量大、腐蚀性强和不凝结气体含量高的地热资源。发展双循环系统的关键技术是开发高效的热交换器。

2.地热供暖

地热供暖绿色方便

将地热能直接用于采暖、供热和供热水是仅次于地热发电的地热利用方式。因为这种利用方式简单、经济性好，备受各国重视，特别是位于高寒地区的西方国家。在这些国家中冰岛是开发、利用得最好的国家。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统，如今这一供热系统已发展得非常完善，每小时可从地下抽取7740吨80℃的热水，供全市11万居民使用。由于没有高耸的烟囱，冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。此外，利用地热给工厂供热，如用做干燥谷物和食品的热源，用做硅藻土、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源，也是大有前途的。目前世界上最大的两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸浆加工厂。中国利用地热供暖和供热水发展得也非常迅速，在京津地区，地热利用已成为较普遍的供暖方式。

3.地热务农

地热在农业中的应用范围十分广泛。如利用温度适宜的地热水灌溉农田可使农作物早熟、增产；利用地热水养鱼，在28℃水温下可加速鱼的育肥，提高鱼的出产率；利用地热建造温室，育秧、种菜和养花；利用地热给沼气池加温，提高沼气的产量等。将地热能直接用于农业在中国日益被接受，北京、天津、西藏和云南等地都建有面积不等的地热温室。各地还利用地热大力发展养殖业，如培养菌种、养殖非洲鲫鱼、鳗鱼、罗非鱼、罗氏沼虾等。

4.地热行医

地热温泉

地热在医疗领域的应用也有诱人的前景，目前热矿水就被视为一种宝贵的资源，世界各国都很珍惜。由于地热水是从很深的地下提取到地面，除温度较高外，常含有一些特殊的化学元素，从而使它具有一定的医疗效果。如饮用含碳酸的矿泉水，可调节胃酸、平衡人体酸碱度；饮用含铁矿泉水，可治疗缺铁贫血症；用氢泉、硫化氢泉洗浴可治疗神经衰弱、关节炎和皮肤病等。由于温泉的医疗作用及伴随温泉出现的特殊的地质、地貌条件，使温泉常常成为旅游胜地，吸引大批疗养者和旅游者。在日本就有一千五百多个温泉疗养院，每年吸引1亿人去休养。中国利用地热治疗疾病的历史悠久，含有各种矿物元素的温泉众多，因此充分发挥地热的医疗作用，发展温泉疗养行业是大有可为的。

未来，随着与地热利用相关的高新技术的发展，人们将更精确地查明更多的地热资源，钻更深的钻井，将地热从地层深处取出，因此地热利用必将进入一个飞速发展的阶段。

地热能的优点是在某些地区为常年可再生能源，是家居采暖的高效方式，且硬件设备使用寿命长。缺点是只在特定地区适用，在应用中要注意地表的热应力承受能力，不能形成过大的覆盖率，因为这会对地表温度和环境产生不利的影响，且有可能在数年后枯竭，某些地区还可能释放有毒气体。