近（jìn）年來世（shì）界地熱（rè）發電發（fā）展迅速，全球地熱發電裝機容量（liàng）從2000年的8594MW，增加到（dào）2016年6月的13200MW。亞太地區與北美地區地熱（rè）發電裝機容量居主導地位，分別為4.8GW和3.9GW。美洲地熱發電市場以美國、墨西哥和尼加拉瓜（guā）為主（zhǔ）。亞（yà）太（tài）地區的地熱發電市場主要有印尼、日本、菲律賓和新（xīn）西蘭。美國擁有全球最多的地熱資源，估計地熱儲（chǔ）量約為31000MW，地（dì）熱能開發規模最大，地熱發電居世界第一。北歐冰島是全球地熱開發的楷模，約1/3的電力來自地熱發電，地熱在一次能源中占54%。菲律賓（bīn）是發（fā）達的地熱發電國（guó）家，地熱發電量僅次（cì）於美國，約占國內總發電量的20%。印尼的活火（huǒ）山數和地熱潛能居世界第二位。印尼地熱發電裝機（jī）容量居世界第三。目前地熱發電量占印尼全國總用量的（de）3%，印尼的地熱儲量約為29000MW，占（zhàn）全球（qiú）總量的40%。肯尼亞地熱發電開發以驚人的速度向前推進，2016年（nián）裝機容量（liàng）超過600MW，肯尼亞的地熱發（fā）電量占總用電量的49%。
2017年2月，國（guó）家發展和改革委員會編製的《地熱能開發利用“十三五”規劃（huá）》已經正式印（yìn）發。根據規劃內容，“十三五”期間地熱能開發將拉動總計2600億元投資。在此過（guò）程中，將探索建立地熱能開發的特許經營權招標製度和PPP模式，並（bìng）且將放開城鎮供熱市場準入（rù）限（xiàn）製，引導地熱能開（kāi）發企業進入（rù）城鎮供熱市場。“十三五”期間，新增地熱發電裝機容量500兆瓦，到2020年，地熱發電裝機容量約530兆瓦。
1、地熱發電（diàn）技術（shù）發展
地熱發電是利用地下熱水和蒸汽為動（dòng）力源的一（yī）種（zhǒng）新型發電技術。其基本原理與火力發電類似，也是根據能量轉換原理，首先把地熱能轉換為機械能，再把（bǎ）機械能轉換為電能。地熱發電實際上就（jiù）是把地下的熱能轉變為機（jī）械能，然後再將機械能轉變為電能的能量轉變過程或稱為地熱發電。
地熱發電技術（shù）經過近百年的發展，種類多種多樣，主要包括幹蒸汽發電、擴容（róng）式蒸（zhēng）汽發電、雙工質循環發電和卡琳娜循環發電等。
1.1、中-低溫（wēn）地熱能
目前開發的地（dì）熱發電項目以普通型幹（gàn）蒸汽方式與閃（shǎn）蒸方（fāng）式為主。最近10年利用中-低溫地熱能的（de）雙工質方式發電發展較快。對於具（jù）體的地熱資源，需要從地熱溫度（dù）、地熱總儲量、地熱水品質等方（fāng）麵，結合發電效率、運行維護、設備（bèi）投資、環境保護等因素（sù）綜合考慮，進而確定（dìng）適合該地熱資源的（de）具（jù）體的發電技（jì）術路線。
中低溫 (t<130℃) 地熱資源在目前（qián）已探明的地熱資源中占有較大的比例，其中溫（wēn）度在90℃ 左右的地熱資（zī）源約占這類資源總量的90%。針對這一類型的地熱資源，雙工質循環發電技（jì）術是較為適用的（de）。雙循環發電又稱為有機（jī）郎肯循環(ORC，Organic Rankine Cycle)，ORC發電技術能夠利用的餘熱種類繁多，加之在效率、流程精簡（jiǎn）程度、運維成本等方麵的優勢，使得（dé）這項（xiàng）技術（shù）成為低品位熱能回收利用（yòng）的（de）一個發展趨勢。
在中低溫地熱資源的開發利用過程中，雙工質循環和卡琳娜循環技術具有廣闊的發展前景。
我國從美（měi）國引進的卡琳娜(Kalina)動力（lì）循環技（jì）術是盛（shèng）合公司能夠在太陽能光熱發電（diàn）、地（dì）熱發電、水泥餘熱發電、浮法玻（bō）璃、鋼鐵行業、火電廠提高循環效率、焦炭行業（yè）和鐵合金爐的餘熱發電及餘熱利（lì）用領域取得突（tū）破性進展的主要手段。這項（xiàng）技術（shù）能使目前在常規火力發電（diàn）和餘熱發電係統中使用的朗肯循環效（xiào）率（lǜ）大幅提高。這種采用（yòng）氨水作為循環工質的技術脫（tuō）胎於常規的朗肯循環，具有很大的特殊性。
卡琳娜循環是區別於常規朗肯循環的一（yī）種新的熱力循環，采（cǎi）用氨和水的混合物作為工質，這種混合工質的沸點是變化的，隨著氨（ān）與水比例的變化而變化。當熱源參數發生變化時，隻需要調整氨和水的（de）比例即（jí）可達（dá）到較好（hǎo）的循環效果。工質的升溫曲線更接近於熱源的降溫（wēn）曲線，盡可能（néng）地降低傳（chuán）熱溫差，減少傳熱（rè）過程中係統的熵增，提高循環效率。由於卡琳娜循環（huán）的這個顯（xiǎn）著（zhe）的特點，使它在中低溫地熱發電領域得到了廣泛的應用。目前的工業化應用表明（míng），卡（kǎ）琳娜循環發電技術的循環效（xiào）率比朗肯循環的效率高20%～50%。但（dàn）是由（yóu）於其采用液態氨作為循環工質，對係統的密封性有較高的要求，同時工質（zhì）儲存和使用過程中對（duì）環境將造（zào）成一定的影響，在電站建設過程中要注意加強環評工作。
1.2、中深層地熱資源和幹熱岩資源的開發
另外，在淺層地熱能得到大（dà）規模開發（fā）後（hòu），中深層地熱資源和幹熱岩資源將成為（wéi）地熱發電技術（shù）新的資源。 在（zài）地熱發電技術下一步的發展過程中，應注（zhù）重中深層地熱資源和幹熱岩資源的開（kāi）發（fā）。
旨在開發（fā）和利（lì）用（yòng）地底（dǐ）深（shēn）層3～10 km、以幹熱岩(hot dry rock，HDR)熱（rè）能（néng）為主的增強型地熱係統(enhanced geothermal systems，EGS)正在興起，增強型地熱發電技術，通（tōng）過（guò）將水回灌到地下水（shuǐ），創造出新的地（dì）熱資源，可以獲得更（gèng）高溫（wēn）度的地熱資源，可以達到175～225℃。一（yī）般采用雙循環發（fā）電，以維持地（dì）熱水的壓力，降低（dī）回灌的能耗。
美國的 Fenton EGS、法國的 SoultzEGS、英國的（de） Rosemanowes EGS、日本的 Hijiori EGS、澳大利亞的 Cooper EGS等經過40年的野外試驗研究（jiū），已經在（zài）鑽（zuàn）井探（tàn）測、水力壓（yā）裂（liè）、人造熱儲和采熱循環等方麵（miàn）獲得了技術成就（jiù）。在幹（gàn）熱岩領域，中國前期投（tóu）入較小，主要資助開展學術（shù）交流、探索研究，並未形成國家（jiā）層麵的幹熱岩技術研發基地和裝備條件。
1.3、地熱發電（diàn）技術發展趨（qū）勢
然而，新型的聯合循環（huán）發電技術是地熱發電技術的發展方向。單一的蒸汽朗肯循環（huán）發電技術循環效率較低，僅為20% 以下;尾水排放溫度較高，一般在 100℃ 以上（shàng），地熱能利用不（bú）夠充（chōng）分。 雙工質循環和卡琳娜循環發電（diàn）技術係統較為複雜，涉（shè）及到（dào）兩套工質係統，但循環效率高，尾水（shuǐ）排放溫度（dù）可以降至 60℃ 以下。在未來的地熱發電技術（shù）中，可以采用聯合循環的（de）方式。在地熱水的高（gāo）溫階段，采用擴容式蒸汽發電係統，利用（yòng）地熱能的高溫部分（fèn）;在地熱水溫度不（bú）能滿足擴容發電方（fāng）式運行條（tiáo）件時，采用雙工質循環或卡琳娜循環技術，充分利（lì）用地熱能的（de）低溫（wēn）部分，最大限度地提高（gāo）地熱發電循環的效率。土耳其 Kizildere地熱電站在采用擴容（róng）係統的基礎上，聯合使用雙（shuāng）工質循（xún）環技術進行試驗機組（zǔ）的研究， 最大功（gōng）率達到18.238kW，循環效率達到38.58%，聯合循環發電係統性（xìng）能穩（wěn）定。
還可以將地熱（rè）發電與太陽能熱利用相結（jié）合。在雙工質循環或卡琳（lín）娜（nà）循環中，在低溫地熱水的熱交換階段引入太陽能熱利用方式，克服地（dì）熱水溫度較低、能源品位較差的弱點，提高循環效率。目前，這（zhè）種技術已經在美國、智利等國家開展了實驗室研究。
2、全球地熱資源（yuán）分布情況
就全球來說，地熱資源（yuán）的分布是不平衡的。明顯（xiǎn）的地（dì）溫梯度每公裏深度大於30℃的地熱（rè）異常區，主要分布在板塊生長（zhǎng）、開裂-大洋擴（kuò）張脊和板（bǎn）塊（kuài）碰撞，衰亡-消減帶部位。環球性的地熱帶（dài）主（zhǔ）要有下列4個：
（1）大西洋中脊地熱帶：冰島的克拉弗拉 、納馬菲亞爾和亞速爾群島等一些（xiē）地熱（rè）田就位於這個地熱帶。
(2)紅海-亞（yà）丁灣-東非裂穀地熱帶：包（bāo）括吉布提、埃塞俄比（bǐ）亞（yà）、肯尼亞等國的地熱田。
（3）環太平洋地熱帶：世界許多著名的地熱田，如美國的（de）蓋瑟爾斯、長穀、羅斯福;墨西哥的塞羅、 普列托;新西蘭的懷臘開;中國的台灣馬槽;日本的（de）鬆川、大（dà）嶽（yuè）等均在這一帶。
（4）地中海-喜（xǐ）馬拉雅地熱帶：世界第一（yī）座（zuò）地熱發電站意大利（lì）的拉德瑞羅地熱田就位於這個地熱帶中。中（zhōng）國的西藏羊八井及雲南騰衝地熱田也在這個地熱（rè）帶中。
冰島就是富地熱（rè）資源的國家。它地處北極圈附近（jìn），盡管氣候寒冷，但地下卻蘊藏著巨大的熱能（néng）。冰島的岩流幾乎占全球岩流的三分之一，近幾個世紀裏（lǐ），平均（jun1）每五年有（yǒu）一次（cì）火山（shān）爆發，有形成地熱的得天獨厚的條件。據統計，冰島（dǎo）擁有溫泉、熱泉、蒸汽泉、間歇泉等達（dá）1500多個。
美國也蘊藏著豐富的地熱（rè）資源，據地質調查表明，美國高溫地熱發電（diàn）潛力相當於755——7297億（yì）噸標準煤，或600——4750億桶（tǒng）石油;可（kě）以（yǐ）直接利用的中、低溫（wēn）熱能則相當於1606——9139億噸標準煤。此外，日本、新西蘭、意大利、前蘇聯、印（yìn）度、菲律賓、法國、匈牙利、墨西哥、肯尼亞等許多國家都蘊藏著（zhe）地熱資源。
我國的地熱資源也比較豐富。通過地質調查，全國已發現地熱異常3200多處，其中進行地熱勘查的並已對（duì）地熱資源進行評價的地熱田有50多處。全國已打成（chéng）地熱井2000多眼。 發現高溫地熱係統（tǒng）255處，經過（guò）評估總發電潛力5800MW·30a，主要（yào）分布在西藏南部和雲南、四川的西部。在西藏羊八井地熱田ZK4002孔，孔深2006m，已探獲（huò）329.8℃的高溫地熱流體。 發現中低溫地熱係統2900多處，據調查，總計天然放熱量約為1.04×1014kJ/a，相當於每年360萬噸標準煤當量（liàng）。主要分布在東南沿海諸省區和內陸盆（pén）地區，如鬆遼盆地、華北盆地、江（jiāng）漢盆地、渭河盆地（dì）以及眾多山間盆地區。這些地區1000—3000m深的地熱井，可獲80—100℃的地熱水。
中國（guó）地熱資源按其屬性可（kě）分為三種（zhǒng）類型：
（1）高溫（〉150℃）對（duì）流型地熱資源，這類資源主（zhǔ）要分（fèn）布在西藏、騰衝現代火山區及台灣，前二者（zhě）屬地中海地熱帶中的東延部分（fèn），而台灣位居環太平洋地熱帶中。
（2）中溫（90-150℃）、低溫（〈90℃）對流型地熱資源，主要分布在（zài）沿海一帶如（rú）廣東、福建、海南等省區；
（3）中低溫傳（chuán）導型地（dì）熱資源。
本（běn）文由武漢凱迪正大整理提供。
