什么是地热能？

地热能是地球产生并蕴藏的热量。它可以作为一种清洁、可靠、可再生的能源。地热能是住宅、商业和工业应用的一种有效的供暖和制冷替代品，并且可能是美国某些地区重要的发电来源。

在美国西部，地热能通常与温泉和间歇泉有关，这些地区的高温地热储层形成于相对较新的火山和地震活动地区。在这些地方，地下水循环进入可渗透的基岩深处，吸收热量并将其带到地表附近，从而形成较高的地热梯度。其中一些水库已被开发用于商业用途，包括直接加热、食品脱水、水产养殖和发电。

在美国东部相对稳定的地质环境中，产热岩石更深，地热梯度往往较低。然而，开发低温地热资源的机会仍然存在，可能包括直接利用、地热交换系统、与石油和天然气资源共同生产的地热以及增强型地热系统（EGS） 。

在弗吉尼亚州，巴斯县和阿勒格尼县的温泉长期以来一直被用作水疗中心和度假胜地，自1760年代以来一直向公众提供直接使用的地热资源。这些温泉源自地壳深处加热的水，并沿着地质断层和裂缝相对较快地输送到地表。

一种快速发展的技术以地热交换系统为中心，其中包括地源或地热热泵。该技术是住宅和商业应用中传统供暖和制冷系统的可靠而高效的替代方案。地交换系统利用水平沟渠、垂直井和水体（池塘、湖泊等），利用地下相对恒定的温度来调节全年室内温度。

根据现场条件，地源热泵可以采用几种不同的配置方式。在水平闭环系统中，热交换流体在安装在浅沟槽（ 4至6英尺深）的管道回路中循环。垂直闭环系统可以安装在一个或多个垂直井中。此配置的工作方式与水平闭环类似，但可能更适合某些现场条件。池塘或其他水体也可以提供闭环系统所需的相对恒定的温度，并且具有安装成本较低的优势。

在弗吉尼亚州的煤炭和天然气产区，温水通常是化石燃料生产的副产品，通常被视为废弃物。利用低温资源的二元地热发电的新发展可能使得在不久的将来能够与传统化石燃料资源共同生产地热能。一般来说，弗吉尼亚州西南部煤田地区随天然气产出的水量非常小，但从水量较大的井、枯竭的气井或地下矿场进行地热联产的可能性仍未经测试。

弗吉尼亚州多样化的地质环境为增强型地热系统 (EGS)技术提供了可能性。位于沉积岩绝缘层之下深处的产热花岗岩（例如可能出现在沿海平原）可以为地热开发提供必要的天然热量，如果可以人为地增强渗透性和/或地下水供应和循环的话。

我们在地热研究中的作用

为了更好地评估国家地热能潜力，地质和矿产资源部一直参与一个名为国家地热数据系统（NGDS）的项目。NGDS 是一个用于获取、管理和维护地热数据的分布式数据库网络，由美国能源部资助，并由亚利桑那州地质调查局管理。地质和矿产资源部与马里兰州、特拉华州、北卡罗来纳州和佐治亚州地质调查局以及其他州和联邦机构合作，收集数据，帮助确定美国东部的地热能源来源。NGDS 项目已为这些州汇编了超过60 、 000数据记录。这些数据的示例包括：

• 井信息——水、油、气和地热井记录，包括岩性和地球物理数据
• 基岩深度——弗吉尼亚州钻孔记录的测量结果
• 温泉——描述和水化学
• 地热装置- 弗吉尼亚州学校和住宅安装地源热泵的记录
• 热导率——从各种目标岩石单元进行测量
• 温度——地下温度测量（钻孔温度和温度梯度）
• 热流——地热测试井测量
• 重力和航空磁学——来自科学站的地图和测量结果
• 数字地质图- 包括详细的岩石单元描述
• 在线出版物- 地热研究相关参考文献

除了为 NGDS 的发展做出贡献之外，地质和矿产资源部门还利用弗吉尼亚州的地热数据制作地图工具，为未来对弗吉尼亚州地热适宜性的调查做出贡献。这些地图包括：

• 地热地源热泵安装- 弗吉尼亚州住宅和学校当前安装的地热热泵地图
• 深度温度- 14地图，根据石油、天然气和地热测试井温度数据，展示地表以下的温度变化
• 热流——基于地热测试井、油气井数据的测量和计算的全州热传递图
• 基岩深度——弗吉尼亚州钻孔测量结果

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在此查看国家地热数据 »

地质与矿产资源演示文稿

2011研究研讨会，海报 (pdf)
2011数字地图技术，海报，(pdf)
2013研究研讨会，演示文稿 ( PDF )
2013地热研讨会，演示文稿 (pdf)
2013华盛顿地质学会，演示文稿 (pdf)

额外的地热资源

弗吉尼亚理工大学地热项目
南卫理公会大学地热实验室
美国地质调查局能源资源计划
美国能源部地热技术办公室
国家可再生能源实验室
地热资源委员会