211service.com
CO2 izmantošana ģeotermālās enerģijas ieguvei
Elektrostaciju radītais oglekļa dioksīds var atrast otro dzīvi kā darba šķidrums, kas palīdz atgūt ģeotermālo siltumu no kilometriem pazemē. Šāda sistēma ne tikai uztvertu oglekļa dioksīdu un neļautu tam nonākt atmosfērā, bet arī būtu rentabls veids, kā izmantot siltumnīcefekta gāzi jaunas enerģijas ražošanai.
Karsts gaiss: Soultz-sous-Fôrets ģeotermālā rūpnīca Elzasā, Francijā, sūknē ūdeni sašķeltos akmeņos, lai iegūtu siltumu un tādējādi ražotu elektroenerģiju. Pētnieki, kurus atbalsta 16 miljoni ASV dolāru federālajos stimulēšanas fondos, cenšas pierādīt, ka šādas ģeotermālās iekārtas varētu radīt par 50 procentiem vairāk siltuma, tā vietā pārvietojot oglekļa dioksīdu pazemē.
Šīs vēl nepierādītās koncepcijas atbalstītāji ieguva lielu atbalstu un tik ļoti nepieciešamo naudu ar ASV Enerģētikas departamenta nesen piešķirto federālo stimulu fondu 338 miljonu ASV dolāru apmērā ģeotermālās enerģijas pētījumiem. Apmēram 16 miljonus ASV dolāru no līdzekļiem sadalīs deviņi ar oglekļa dioksīdu saistīti projekti, kurus vadīs Lorensa Bērklija Nacionālā laboratorija un citas valsts laboratorijas, Sunnyvale, Kalifornijas kombinatoriskās ķīmijas uzņēmums Symyx tehnoloģijas , un vairākas ASV universitātes.
Ideja: Oglekļa dioksīds, kas tiek cirkulēts cauri karstiem reģioniem kilometrus zem zemes, var efektīvi nogādāt siltumu virspusē, kur to var izmantot elektroenerģijas ražošanai. Saskaņā ar Symyx projekta vadītāju un materiālu zinātnieku Miroslavu Petro, iespējams, ka process atstātu daudz oglekļa dioksīda pazemē un tādējādi ārpus atmosfēras. Jūs piesaistāt CO₂ un vienlaikus ģenerējat no tā enerģiju.
Koncepcija vispirms tika ierosināta kā veids, kā uzlabot sistēmas, kas sūknē ūdeni dziļi pazemē, lai sašķeltu karstos akmeņus, pēc tam uzsildītu ūdeni pa otru urbumu paceļ augšup, lai ražotu enerģiju, un pēc tam plūst atpakaļ uz leju. Tehnoloģija līdz šim ir bijusi traucēta, jo ir tik grūti sašķelt iezi, lai nokļūtu ģeotermālajā siltumā un uzturētu tā plūsmu. Eiropas Savienības Soultz-sous-Fôrets projekts Elzasā, Francijā, kas ir visprogresīvākais šāda veida projekts pasaulē, ir prasījis 20 gadus, lai sasniegtu tikai 1,5 megavatus elektroenerģijas ražošanas (pietiekami, lai apgādātu aptuveni 1500 mājas). Un process ir radījis pretestību tuvējām kopienām, jo ir notikušas nelielas zemestrīces, ko izraisīja nepieciešamā agresīvā plaisāšana.
2000. gadā Los Alamos Nacionālās laboratorijas fiziķis Donalds Brauns ierosināja aizstāt ūdeni ar superkritisku oglekļa dioksīdu, spiediena formu, kas daļēji ir gāze, daļēji šķidrums. Superkritiskais CO2 ir mazāk viskozs nekā ūdens, tāpēc tam vajadzētu brīvāk plūst cauri akmeņiem. Brauns atzīmēja, ka sifonēšanas efektam vajadzētu palīdzēt cirkulēt oglekļa dioksīdam, pateicoties blīvuma starpībai starp superkritisko CO2, kas tiek sūknēts uz leju, un karstāko gāzi, kas nāk uz augšu, samazinot jaudas zudumus no sūknēšanas šķidruma. Turklāt Brauns apgalvoja, ka tā vietā, lai izmantotu vērtīgus saldūdens resursus, projekts, kura pamatā ir oglekļa dioksīds, varētu piesaistīt 70 gadu CO2 emisijas no 500 megavatu ogļu spēkstacijas.
Sešus gadus vēlāk Lorenss Bērklijs hidroģeologs Karstens Prīss veica pirmo detalizēto šīs tehnoloģijas modelēšanu. Prūss prognozēja, ka tāds projekts kā Soultz-sous-Fôrets varētu saražot aptuveni par 50 procentiem vairāk siltuma ar oglekļa dioksīdu nekā ar ūdeni. Lielākā daļa DOE finansēto projektu cenšas pārbaudīt Prusa optimismu.
Vissvarīgākais jautājums, pēc Petro domām, ir tas, kā superkritiskais oglekļa dioksīds mijiedarbosies ar akmeņiem un minerāliem. Superkritiskajam CO2 ir arī īpaši sarežģīta saistība ar ūdeni. Nav sagaidāms, ka pats par sevi superkritiskais CO2 izšķīdīs minerālus no akmeņiem — tā ir liela problēma, kas rodas, izmantojot pieeju uz ūdens bāzes. Bet, saka Petro, pievienojot daļu ūdens superkritiskajam CO2, var izveidoties īpaši šķīstošs skābs sodas ūdens.
Tikmēr vismaz viens izstrādātājs meklē finansējumu oglekļa dioksīda bāzes ģeotermālās enerģijas lauka demonstrācijai. Septembrī Soltleiksitijā bāzētais ģeotermālais attīstītājs GreenFire enerģija paziņoja par kopuzņēmumu ar mazu naftas izstrādātāju, Uzlaboti naftas resursi , lai netālu no Arizonas un Ņūmeksikas robežas uzbūvētu divu megavatu CO2 bāzes demonstrējumu rūpnīcu. Uzņēmumi ierosina 2010. gadā uzsākt urbumu urbšanu, lai piekļūtu karstajiem akmeņiem, kas atrodas dabiskā pazemes oglekļa dioksīda rezervuāra pamatā. Viņi prognozē, ka vieta varētu dot pietiekami daudz siltuma, lai saražotu līdz 800 megavatiem jaudas, un šajā procesā varētu absorbēt lielu daļu oglekļa dioksīda, ko rada sešas lielas ogļu spēkstacijas reģionā.
Tā vietā, lai ģeotermālās enerģijas plāniem pievienotu CO2, Minesotas Universitātes ģeofluīdu pētniecības grupa , viens no DOE balvas saņēmējiem, ierosina esošajiem oglekļa uztveršanas un uzglabāšanas plāniem pievienot ģeotermālās enerģijas ieguvi. Martins Sārs, Minesotas Universitātes ģeofiziķis, kurš vada ģeofluīdu grupu, saka, ka šī shēma sniegs papildu vērtību darbībām, kas jau pārsūknē superkritisko CO2 dziļos sālsūdens slāņos uzglabāšanai vai naftas un gāzes veidojumos, lai paātrinātu ražošanu. Sārs saka, ka oglekļa dioksīds uzņems siltumu no apkārtējiem akmeņiem, tad kāpēc gan daļu no tā necirkulēt, lai ražotu enerģiju? Tas novērš nepieciešamību šķelt akmeņus. Un tas izmanto esošās iekārtas un urbtās akas, tādējādi samazinot ģeotermālās stacijas izmaksas.
Sārs pēta, kā superkritiskais CO2 mijiedarbojas ar akmeņiem, minerāliem un ūdeni. Minesotas shēmai ir ļoti svarīgi saprast pēdējo, jo sāļā ūdens nesējslānī ievadītais oglekļa dioksīds sajaucas ar ūdeni. Tomēr Sārs saka, ka tā var būt mazāka problēma, nekā šķiet, jo lieliem CO2 daudzumiem, kas ievadīti sāļā ūdens nesējslānī, vajadzētu atdalīties, veidojot atšķirīgu slāni: superkritiskais CO2 faktiski ir mazāk blīvs nekā sālījumā, tāpēc ūdens nesējslānī tas palielināsies. un baseins zem vāciņa klints.
Ja laboratorijas darbi apstiprinās to un citas prognozes, Sārs saka, viņi varētu testēt CO2 ģeotermālo enerģiju tikai trīs gadu laikā.