Low-enthalpy Geothermal Resources for Power Generation pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Chandrasekharam, D./ Bundschuh, Jochen

出品人:

页数:172

译者:

出版时间:2008-1

价格:$ 103.90

装帧:

isbn号码:9780415401685

丛书系列:

图书标签:

• 地热能
• 地热发电
• 低品位地热资源
• 可再生能源
• 能源工程
• 地质工程
• 地热资源评估
• 地热发电技术
• 能源开发
• 可持续能源

地热能：驱动未来绿色电力的低品位热源探索 地热能，作为一种清洁、可再生且供应稳定的能源，正以前所未有的速度在全球能源转型中扮演着日益重要的角色。本书，《低品位地热资源用于发电》，并非仅仅聚焦于已有的成熟技术和已被广泛开发的地热区域，而是将目光投向了那些潜力巨大却尚未得到充分利用的“低品位”地热资源。这些资源广泛分布于地壳浅层，温度相对较低，传统观念认为其发电效率低下，然而，随着技术的不断进步和对可持续能源需求的日益迫切，对这些看似“不那么热”的地热宝藏的深入挖掘，正成为破解全球能源困境的关键一环。 本书将带领读者踏上一段深入探索低品位地热资源潜力的旅程。我们所探讨的“低品位”，并非指其价值的低廉，而是指其热力学品位较低，即其温度范围通常在 50°C 至 150°C 之间。与目前主流的高温地热发电（通常超过 150°C，甚至高达 300°C 以上）相比，这部分资源在能量的提取和转化上需要更精妙的工程设计和更创新的技术手段。然而，正是这种广泛的分布性和相对易于获取的特点，使得低品位地热资源拥有了巨大的应用前景，尤其是在那些不具备高温地热活动区域的国家和地区。 本书内容将围绕以下几个核心主题展开，力求全面而深入地展现低品位地热发电的各个方面： 第一部分：低品位地热资源的特性与分布 首先，我们将从地质学的角度出发，详细剖析低品位地热资源的形成机制。我们将深入探讨不同地质构造（如裂谷、火山活动区域的边缘地带、盆地沉积层以及某些水文地质系统）如何孕育出这些温度适中的热源。书中将包含大量的全球低品位地热资源分布图和统计数据，帮助读者直观了解哪些地区拥有开发这类资源的天然优势。我们将分析不同类型低品位地热系统的特征，例如： 热液系统（Hydrothermal Systems）： 即使是较低温度的热液流体，其蕴含的能量也值得关注。我们将探讨这类系统的流体化学、渗透性以及如何评估其长期可持续性。 增强型地热系统（Enhanced Geothermal Systems, EGS）： 这是本书的重点之一。EGS 技术的核心在于通过人工方式（如水力压裂）改造地下岩体，创造或增强其渗透性，从而让冷水在地下加热并回流，实现对低渗透性、低品位地热资源的有效开发。我们将详细介绍 EGS 的不同实现方式、岩体破裂机制、注水与产水工艺的优化，以及相关的地质力学监测与风险评估。 浅层地温能（Shallow Geothermal Energy）： 虽然浅层地温能主要用于供暖和制冷（地源热泵），但随着技术的进步，一些区域性的浅层地热异常也可能通过特定技术转化为电力。我们将探讨将浅层地热能应用于小型发电装置的可能性。 地热梯度（Geothermal Gradient）的变异性： 即使在非火山活跃地区，地球内部的热量也以一定的梯度向地表传递。本书将探讨如何识别和利用地温梯度较高的区域，即使该区域的绝对温度不高。 第二部分：低品位地热发电的关键技术 成功将低品位地热资源转化为电力的关键在于高效的能量提取和转化技术。本书将聚焦于以下几大技术领域： 有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle, ORC）： ORC 是目前应用于低品位地热发电最成熟、最广泛的技术。我们将详细阐述 ORC 的工作原理，不同工质（如制冷剂、碳氢化合物等）的选择标准及其对系统效率的影响。书中将包含对各种 ORC 发电机组（如涡轮机、膨胀机）的设计特点、效率优化策略以及在不同温度范围下的适用性进行深入分析。我们还将探讨混合 ORC 系统和多级 ORC 系统，以进一步提升能量回收率。 超临界 CO2（Supercritical CO2, sCO2）循环： sCO2 循环作为一种新兴的先进技术，因其高效率和紧凑的设计而备受关注。我们将详细介绍 sCO2 循环的优势，包括其优越的热力学性能、较低的流动阻力以及良好的热传递能力。本书将重点分析 sCO2 循环在低品位地热发电中的应用潜力，包括关键设备（如涡轮机、换热器）的设计挑战和技术突破。 吸收式制冷与热电联产（Absorption Refrigeration and Combined Heat and Power, CHP）： 对于温度较低的地热资源，直接发电效率可能不高。本书将探讨如何将较低品位地热能与吸收式制冷技术相结合，实现热电冷联产。此外，对于那些同时需要热能和电能的应用场景，如工业园区或城镇供暖，热电联产模式能够显著提高整体能源利用效率。 先进的钻井与完井技术： 尽管本书不侧重于高温地热，但对于 EGS 等技术而言，高效且经济的钻井技术仍然至关重要。我们将简要回顾和展望适用于低品位地热开发（尤其是 EGS）的先进钻井技术，包括定向钻井、水平钻井、多分支井以及新型钻头和钻井液的应用。 第三部分：低品位地热发电的经济性、环境影响与政策支持 任何能源技术的推广都离不开对其经济可行性、环境影响以及政策法规的全面评估。 经济性分析： 我们将对低品位地热发电项目的投资成本（包括勘探、钻井、设备购置、安装与运行维护）进行详细的成本效益分析。书中将运用成熟的经济模型，评估不同技术方案（如 ORC vs. sCO2）、不同资源品位下的度电成本，并探讨影响项目投资回报率的关键因素，如发电效率、资源寿命、运营维护成本以及市场电价。 环境影响评估： 本书将全面审视低品位地热发电对环境的影响。与化石燃料发电相比，地热发电的环境优势明显，包括温室气体排放极低、水消耗少等。我们将深入分析潜在的环境风险，如地下水污染、诱发微地震（特别是在 EGS 开发中）以及地表沉降等，并探讨相应的缓解措施和环境监测体系。 政策支持与市场前景： 为了推动低品位地热资源的开发利用，政府的政策支持至关重要。本书将研究世界各国在地热能开发方面的激励政策，如税收减免、上网电价补贴、绿色证书制度等。同时，我们将分析当前和未来低品位地热发电的市场前景，包括其在全球能源结构中的潜在份额以及面临的机遇与挑战。 本书的独特贡献 《低品位地热资源用于发电》旨在填补当前文献中关于低品位地热资源发电研究的空白。许多现有研究侧重于高温地热，而本书将系统性地梳理和分析那些温度较低但分布更广的地热资源，并深入探讨与之匹配的发电技术。我们不仅关注理论上的可能性，更致力于结合实际工程案例和技术前沿，为能源开发者、政策制定者、研究人员以及对绿色能源感兴趣的公众提供一份全面、深入且极具参考价值的指南。 通过本书，我们希望能够激发更多人对低品位地热资源的兴趣，推动相关技术的创新和应用，最终为构建一个更加清洁、可持续的能源未来贡献一份力量。低品位地热能，这片尚未完全开发的能源蓝海，正等待着我们去探索和驾驭。

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这本书的价值，在于它提供了一种对“资源”定义的新视角。它告诉我们，能量的价值不仅仅取决于其品位的高低，更取决于我们是否拥有智慧去捕捉它。书中对新型工作流体（如特定有机工质）在低温循环中的性能曲线分析，细致到小数点后几位，这种对细节的执着，正是现代工程科学的体现。我被作者对技术细节的掌握深度所折服，书中对各个子系统的耦合效率、维护周期和全生命周期成本的测算，都达到了行业领先水平。它就像是为未来的低碳能源基础设施规划了一张详细的蓝图，清晰地勾勒出如何从“不可及”到“可利用”的路径。对于任何希望在这个新兴领域保持领先地位的研究人员或企业而言，这本书无疑是一份不可或缺的案头宝典，它的内容扎实、前瞻性强，且极具操作指导意义。

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这本书的封面设计简洁大气，封面上的深色背景与细致的文字排版给人一种专业、严谨的感觉。当我翻开第一页时，我就被作者对地热资源，特别是低品位地热资源的深入剖析所吸引。书中对全球范围内不同地质构造下的地热系统进行了详尽的描述，让我对地热能的潜力有了全新的认识。尤其是关于如何评估和开发这些资源的经济可行性，提供了非常实用的框架和案例分析。作者在阐述复杂的热力学原理时，采用了清晰的图表和公式推导，使得即便是初次接触这个领域的读者也能循序渐进地理解其核心概念。书中还特别提到了不同发电技术（如朗肯循环、直接蒸汽循环）在低品位热源下的性能差异，这对于工程实践者来说是宝贵的参考资料。整本书的结构组织得非常好，逻辑清晰，从基础理论到应用实践的过渡自然流畅，读起来毫无滞涩感。它不仅仅是一本教科书，更像是一本综合性的技术手册，为推动清洁能源发展提供了坚实的理论基础和技术指导。

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这本书的学术深度和广度令人印象深刻。作者似乎穷尽了所有相关的国际文献和专利信息，将它们系统地整合在一起。我花了很多时间去研究其中关于“增强型地热系统（EGS）”与“闭环系统”在低焓流体提取效率上的对比分析。不同于一些只做表面介绍的文献，这里深入探讨了流体流动模拟的数值方法和边界条件设置的敏感性。特别是书中引入的几个数学模型，虽然一开始有些晦涩，但经过作者的逐步解释，最终揭示了提高系统整体热回收率的关键参数。这本书的排版也充分体现了对读者的尊重，图注清晰，专业术语的定义准确无误，为跨学科的交流提供了统一的语言基础。它不仅仅是针对地热工程师的，对于材料科学家、流体力学专家甚至经济分析师，都能提供极具价值的参考视角。这是一部需要反复阅读、细细品味的著作，每次重读都会有新的体会和收获。

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老实说，我最初对“低焓”这个概念持怀疑态度的，总觉得能量密度太低，经济效益堪忧。但是，这本书彻底颠覆了我的固有印象。作者通过详实的数据模型，展示了在全球能源需求不断增长的背景下，即使是边缘化的热资源，通过集成创新技术和规模化部署，也能够贡献重要的基础负荷电力。书中关于“级联利用”和“热泵辅助发电”的章节尤其精彩，它们提供了一种整体思维，即不再把地热视为单一的电力来源，而是多功能能源矩阵的一部分。我个人非常赞赏作者对风险管理的关注，书中对地质不确定性、钻井成本波动以及法规兼容性等非技术性风险的评估，显得尤为成熟和务实。这本书的语言风格非常适合技术决策者阅读，它既有科学的严谨性，又不失对实际操作层面的关怀，使得理论指导能够真正落地生根。

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阅读这本书的过程，就像经历了一场穿越地壳深处的探险之旅。作者的笔触生动而富有洞察力，将抽象的地质过程具象化，让人仿佛能感受到岩石深处那股持续而稳定的热量。书中对如何利用那些过去被认为‘不值得’开发利用的低温热流进行了细致的讨论，这才是这本书的精髓所在。它挑战了传统的地热开发思维定式，开辟了低品位能源利用的新蓝海。我特别欣赏其中关于“热电偶材料选择”和“换热器优化设计”的章节，那里的技术讨论非常前沿，涉及到了新材料的抗腐蚀性和热效率极限。作者没有回避实际工程中遇到的难题，反而坦诚地分析了当前技术的瓶颈，并指明了未来研究的方向。这种求真务实的态度，让这本书的价值远超理论探讨，真正具备了指导行业进步的潜力。对于关注能源转型和可持续发展的政策制定者来说，这本书提供了非常有力的技术论据，证明了即便是“低能量”的资源，只要方法得当，也能转化为可靠的电力输出。

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