Geotermisk energi kan utnyttjas för användning av dess värme direkt (direkt användning) eller för elproduktion. Geotermisk energi är termisk energi som genereras och lagras inom jorden, som vi beskrev i vårt tidigare kapitel om vad är geotermisk energi?
I samband med hur man härleder denna energi definierar vi fyra kategorier av geotermiska resurser:
Grunt geotermisk värmepump eller geo-utbytesresurser
- Hydrotermiska resurser
- Förbättrade\/ konstruerade geotermiska system
- Okonventionella eller avancerade geotermiska system
- Typen av resurs avgör hur vi kan extrahera den termiska energin från marken för extraktion för energianvändning på ytan.
1. Hydrotermiska resurser
Hydrotermisk hänvisar till uppvärmda vattenresurser, som finns i hydrotermiska resurser som förekommer naturligt. De skapas av grundvatten och gynnsamma bergegenskaper, såsom öppna frakturer eller sprickor, som tillåter flödet av vätskor mellan.
Med de höga (ER) temperaturerna i klipporna värms vätskorna och kan härledas antingen som varmt vatten eller ånga, om temperaturen är tillräckligt hög. Så vätskan eller ångan bär värmen som sedan kan användas på ytan för antingen värmeapplikationer eller för elproduktion.
Dessa hydrotermiska resurser sträcker sig i temperatur från några grader över de omgivande förhållandena på ytan till temperaturer utöver 350 grader Celsius (eller 660 Fahrenheit).
Hydrotermiska resurser finns i vulkaniska miljöer (såsom i Indonesien), i sedimentära miljöer (såsom det tyska Molasse -bassängen) och heta våta bergarter (t.ex. sprickade granit med vattenresurser).
2. Okonventionella resurser
Okonventionella resurser, såsom antingen förbättrade eller konstruerade geotermiska system, eller nya så kallade avancerade geotermiska system, närmar sig geotermiska resurser (värme) som saknar nödvändiga vätskor eller bergegenskaper som skulle möjliggöra värmeekstraktion.
Okonventionella resurser är geotermisk energi som finns i heta torra bergarter till exempel - i huvudsak heta baserockinställningar, där det finns värme, men inga vatten flyter som kan extraheras som en bärare av värmen.
Så man skulle kräva en del av värmeväxlingen för att extrahera värmen från underytan för energianvändning ovanför ytan, antingen för värme- eller kraftproduktion.
i) Förbättrad\/ konstruerad geotermisk system (EGS)
Tillvägagångssättet i förbättrade geotermiska system (EGS) är att skapa permeabilitet mellan bergarter och tillsats av vätskor som skulle göra det möjligt för dem att värmas tillräckligt i ett hållbart system (och därmed konstgjorda hydrotermiska 'reservoarer').
Detta gör att man kan härleda geotermisk värme under ytan som ska användas på ytan. När man skapar dessa reservoarer konstgjorda, kallar man ofta också konstruerade geotermiska system.
En annan term som används ofta är hård torr sten (HDR). Tidigare användes termen mycket i det australiska sammanhanget, varvid "hårda" beskrev bergetens icke-permeabilitet och "torr" beskrev det faktum att det inte fanns några vätskor som skulle ha möjliggjort att extraktionen av värme på traditionellt eller konventionellt sätt.
Med traditionella hydrotermiska resurser som ofta utnyttjar högre temperaturer i tillgängliga djup, (t.ex. längs de tektoniska plattorna) tillåter EGS -system att tappa geotermisk energi utöver dessa områden väsentligen runt om i världen.
Geotermisk energi finns runt om i världen, men ändå djup, temperaturen och tillgängligheten av vätskor har fastställt utvecklingen hittills.
Utmaningen med EGS-teknik är kostnaden för att rikta in sig på tillräckliga temperaturer i djup som ofta är mycket högre, och ekonomin att skapa ett hållbart system som skulle möjliggöra användning på lång sikt.
Borrkostnader, stimulering av stenar för att göra dem permeabla, pumpning av vatten både ner i den konstgjorda "behållaren" och dess pumpning till ytan kräver i sig mycket energi. Temperaturen är också ofta inte lika hög, varför tekniken för att generera el är också mer komplex och dyrare.
Elementet i "stimulering" ses också ofta som kritiskt eftersom det tillämpade trycket kan skapa små jordbävningar på ytan som - särskilt i stadsområden - skapar oro från allmänheten och andra intressenter.
Medan EGS -system ofta beskrivs som separata system, kan EGS -teknik också tillämpas i konventionella geotermiska miljöer.
Stimulering kan hjälpa till att göra hydrotermiska reservoarer mer produktiva genom att öka permeabiliteten och därmed öka produktionen på ytan.
(ii) Avancerade geotermiska system
Begreppet avancerade geotermiska system (AGS) har myntats av olika grupper som är inriktade på en metod som skulle ta bort resursrisken i geotermisk utveckling, nämligen behovet av att hitta tillräcklig temperatur, hitta tillräckliga vätskor eller när det gäller EG: er skapar tillräcklig permeabilitet.
AGS gör det genom att extrahera termisk energi med hjälp av ett slutande system. Det uppnår detta genom att cirkulera en arbetsvätska genom en lång borrhål som leder värme från berget som omger brunnen.
Dessa koncept har diskuterats inom vetenskapen länge, antingen som en enda brunnslösning, eller med nya ansträngningar som får mycket uppmärksamhet i ett stängt slingesystem, inte riktigt olika för grunt värmeväxlingssystem.
Dessa system med slutna slingor är byggda på brunnar som borras som kontaktar varandra som möjliggör en värmeväxlingstyp som är inställd under ytan-på djupare nivåer än traditionella geo värmeväxlingssystem.
Dessa system skulle möjliggöra extraktion av geotermisk värme praktiskt taget överallt på planeten. Pilotprojekt har bevisat konceptet med dessa stängda sling-system. Den planerade utvecklingen av kommersiella skalesystem kommer att visa hur ekonomin kommer att göra dessa system till ett giltigt och konkurrenskraftigt alternativ för både kraftproduktion och direkt användning.
Det finns ännu en ny metod för att använda geotermisk energi som är användningen av så kallade superkritiska geotermiska system. Om de skulle falla under kategorin "avancerade geotermiska system" är troligtvis lite tveksamt, men det är också en avancerad strategi för att utnyttja geotermisk energi.
Konceptet med att knacka på superkritiska geotermiska system tappar superhöga temperaturer på 400 grader Celsius (750 grader Fahrenheit).
Tanken är att energiinnehållet är så mycket högre att det skulle göra energiproduktionen per väl mycket högre än i traditionella system.
Denna reservoarvätska antas vara i ett "superkritiskt" tillstånd, eftersom vätska, vatten och tryck är så mycket högre.
Med temperaturer över 370 grader Celsius och ett tryck på 220 staplar och mer, kan dessa brunnar vara mycket kraftfullare.
Island Deep Drilling Project (IDDP) är troligtvis det mest framstående projektet som tittar på att utforska hur man kan knacka på denna kraftfulla energi. Medan en traditionell geotermisk brunn på Island kanske producerar cirka 5 MW, kan en brunn med superkritiska förhållanden potentiellt producera tio gånger så mycket.
Hanteringen av sådana högtemperaturresurser, högt tryck och ofta ger saltvätskans sammansättning en utmaning. Mycket forskning återstår att se hur en metod för att utvidga geotermisk energiuttag från superkritiska vätskor måste ses.
Som en förnybar ren energi är geotermisk energi den oundvikliga riktningen för ny energiutveckling, och det kraftfulla teamet fångar upp utvecklingstrenden för energibranschen, och vi tror alltid att bara genom att kontinuerligt utforska framtiden på ett vetenskapligt och ordnat sätt kan vi alltid behålla den ledande positionen i branschen. Vi ser också fram emot djupgående kommunikation och samarbete med dig om utvecklingen av energibranschen.
För mer information kan du skriva till vår brevlådainfo@vigorpetroleum.com & marketing@vigordrilling.com
