Geotermalna energija je mogoče izkoristiti za neposredno uporabo njegove toplote (neposredna uporaba) ali za proizvodnjo električne energije. Geotermalna energija je toplotna energija, ki nastane in shranjena znotraj zemlje, kot smo v prejšnjem poglavju opisali o tem, kaj je geotermalna energija?
V okviru tega, kako človek izhaja iz te energije, definiramo štiri kategorije geotermalnih virov:
Plitva geotermalna toplotna črpalka ali geo-izmenjava
- Hidrotermalni viri
- Izboljšani\/ inženirski geotermalni sistemi
- Nekonvencionalni ali napredni geotermalni sistemi
- Vrsta vira določa, kako lahko iz tal izvlečemo toplotno energijo za ekstrakcijo za porabo energije na površini.
1. hidrotermalni viri
Hidrotermalni se nanaša na ogrevane vodne vire, ki jih najdemo v hidrotermalnih virih, ki se naravno pojavljajo. Ustvarjajo jih s podzemno vodo in ugodnimi značilnostmi kamnin, kot so odprti zlomi ali razpoke, ki omogočajo pretok tekočine med.
Z visokimi (ER) temperaturami kamnin se tekočine segrejejo in jih lahko izpeljemo bodisi kot vroča voda ali para, če je temperatura dovolj visoka. Torej tekočina ali para nosijo toploto, ki jo lahko nato uporabite na površini za toplotno uporabo ali za proizvodnjo električne energije.
Ti hidrotermalni viri se gibljejo v temperaturi od nekaj stopinj nad okoljskimi pogoji na površini do temperatur, ki presegajo 350 stopinj Celzija (ali 660 Fahrenheita).
Hidrotermalne vire lahko najdemo v vulkanskih okoljih (na primer v Indoneziji), v sedimentnih okoljih (na primer nemško bazen molasse) in vroče mokre kamnine (npr. Zlomljeni granit z vodnimi viri).
2. Nekonvencionalni viri
Nekonvencionalni viri, kot so izboljšani ali inženirski geotermalni sistemi ali novi tako imenovani napredni geotermalni sistemi, se približujejo geotermalnim virom (toplota), ki nimajo potrebnih tekočin ali značilnosti kamnin, ki bi omogočile pridobivanje toplote.
Nekonvencionalni viri so geotermalna energija, ki jo lahko najdemo na primer v vročih suhih kamninah - v bistvu vroče nastavitve osnovne nastavitve, kjer je toplota, vendar ni nobenih vodnih tokov, ki bi jih bilo mogoče izvleči kot nosilec toplote.
Torej bi potrebovali nekaj elementa izmenjave toplote, da bi toploto iz podzemlja izvlekli za porabo energije nad površino, bodisi za nastajanje toplote ali energije.
i) Izboljšani\/ inženirski geotermalni sistemi (EGS)
Pristop v izboljšanih geotermalnih sistemih (EGS) je ustvariti prepustnost med kamninami in dodajanje tekočin, ki bi jim omogočile dovolj segrevanje v trajnostnem sistemu (in s tem umetno ustvarjanje hidrotermalnih „rezervoarjev“).
To omogoča, da se na površini uporabi geotermalna toplota pod površino. Ker človek umetno ustvarja te rezervoarje, jih pogosto imenuje tudi inženirski geotermalni sistemi.
Drug izraz, ki se pogosto uporablja, je trda suha skala (HDR). V preteklosti je bil izraz veliko uporabljen v avstralskem kontekstu, pri čemer je "Hard" opisal neprepustnost skale in "suha" opisala dejstvo, da ni bilo tekočin, ki bi omogočile pridobivanje toplote na tradicionalen ali običajni način.
S tradicionalnimi hidrotermalnimi viri, ki pogosto izkoriščajo višje temperature v dostopnih globinah (npr. Vzloži se vzdolž tektonskih plošč) EGS sistemi omogočajo tapkanje geotermalne energije, ki presega ta območja v bistvu po vsem svetu.
Geotermalno energijo je mogoče najti po vsem svetu, vendar so stopnja globine, temperature in razpoložljivosti tekočin do zdaj določala razvoj.
Izziv pri tehnologiji EGS so stroški, ki sodelujejo pri usmerjanju zadostnih temperatur v globinah, ki so pogosto veliko večje, in ekonomičnost ustvarjanja trajnostnega sistema, ki bi omogočil dolgoročno uporabo.
Stroški vrtanja, stimulacija kamnin, da so prepustne, črpanje vode tako navzdol v umetni 'rezervoar' in njegovo črpanje na površino zahteva veliko energije. Temperature tudi pogosto niso tako visoke, zato je tehnologija za proizvodnjo električne energije tudi bolj zapletena in dražja.
Element 'stimulacije' je pogosto tudi kritičen, saj lahko uporabljeni pritisk ustvari majhne potrese na površini, ki - zlasti v mestnih območjih - povzroči pomisleke javnosti in drugih zainteresiranih strani.
Medtem ko so sistemi EGS pogosto opisani kot ločeni sistemi, se lahko tehnologija EGS uporabi tudi v običajnih geotermalnih nastavitvah.
Stimulacija lahko pomaga, da hidrotermalni rezervoarji bolj produktivni s povečanjem prepustnosti in s tem povečajo proizvodnjo na površini.
(ii) Napredni geotermalni sistemi
Koncept naprednih geotermalnih sistemov (AGS) so skovali z različnimi skupinami, ki ciljajo na pristop, ki bi odstranil tveganje virov pri geotermalnem razvoju, in sicer potreba po iskanju zadostne temperature, iskanju zadostne tekočine ali v primeru EGS ustvarjajo zadostno prepustnost.
AGS to stori z pridobivanjem toplotne energije z uporabo sistema zaprte zanke. To doseže tako, da kroži delovno tekočino skozi dolgo vrtino, ki vodi toploto iz skale, ki obdaja vodnjak.
O teh konceptih že dolgo govorimo v znanosti, bodisi kot ena sama rešitev, bodisi z novimi prizadevanji, ki pridobijo veliko pozornosti v sistemu zaprte zanke, ki ni povsem drugačen kot plitvi sistemi za izmenjavo toplote.
Ti sistemi z zaprto zanko so zgrajeni na vrtalnih vrtinah, ki se povezujejo med seboj, kar omogoča, da se med površino postavi tip izmenjave toplote-na globlji ravni kot tradicionalni sistemi za izmenjavo toplote.
Ti sistemi bi omogočili ekstrakcijo geotermalne toplote skoraj povsod na planetu. Pilotni projekti so dokazali koncept teh sistemov zaprte zanke. Načrtovani razvoj sistemov komercialne lestvice bo pokazal, kako bo ekonomija postala te sisteme veljavna in konkurenčna možnost tako za proizvodnjo električne energije kot za neposredno uporabo.
Obstaja še en nov pristop k uporabi geotermalne energije, ki je uporaba tako imenovanih nadkritičnih geotermalnih sistemov. Če bi spadali v kategorijo "naprednih geotermalnih sistemov", je verjetno nekoliko vprašljivo, vendar je to tudi napreden pristop k tapkanju geotermalne energije.
Koncept tapkanja nadkritičnih geotermalnih sistemov je tapkanje super visokih temperatur 400 stopinj Celzija (750 stopinj Fahrenheita).
Ideja je, da je vsebnost energije toliko večja, da bi proizvodnja energije na vrtino veliko višja kot v tradicionalnih sistemih.
Domneva se, da je ta rezervoarna tekočina v „nadkritičnem“ stanju, saj so tekočina, voda in tlak toliko višji.
S temperaturami, ki presegajo 370 stopinj Celzija, in pritiskom na 220 barov in še več, bi lahko bile te vrtine veliko močnejše.
Islandski projekt globokega vrtanja (IDDP) je verjetno najpomembnejši projekt, ki preučuje, kako lahko izkoristimo to močno energijo. Medtem ko tradicionalna geotermalna vodnjak na Islandiji proizvaja morda približno 5 MW, lahko vodnjak s nadkritičnimi pogoji potencialno ustvari desetkrat več.
Upravljanje takšnih visokih temperaturnih virov, visokega tlaka in pogosto sestava slanice tekočine predstavljajo izziv. Ostaja veliko raziskav, da bi videli, kako bo treba videti pristop k širjenju geotermalne ekstrakcije energije iz nadkritičnih tekočin.
Kot obnovljiva čista energija je geotermalna energija neizogibna smer novega razvoja energije, živahna ekipa pa si močno zajame razvojni trend energetske industrije in vedno verjamemo, da lahko le z nenehnim raziskovanjem prihodnosti na znanstveni in urejen način vedno ohranimo vodilni položaj v industriji. Prav tako se veselimo poglobljene komunikacije in sodelovanja z vami pri razvoju energetske industrije.
Za več informacij lahko pišete v naš nabiralnikinfo@vigorpetroleum.com & marketing@vigordrilling.com
