211service.com
Geothermie zonder de aardbevingen
Een startup in Connecticut zegt een manier te hebben om het bereik van verbeterde geothermische energie te vergroten, zonder de financiële of geologische risico's die aan dergelijke projecten zijn verbonden.
Verbeterde geothermische systemen (EGS) vormen een veelbelovende bron van schone energieopwekking in regio's die de ideale combinatie van ondergrondse warmte, water en rotsdoorlatendheid missen die nodig is voor conventionele geothermie. Maar met EGS moeten ontwikkelaars doorgaans de voorwaarden scheppen die ze nodig hebben, en dit houdt in dat vast gesteente wordt gebroken door vloeistoffen onder hoge druk in putten te pompen, een benadering die zorgen heeft gewekt over het potentieel om aardbevingen te veroorzaken en watervoerende lagen te verontreinigen.
Het probleem, geïnduceerde seismiciteit genaamd, leidde in 2009 tot de annulering van een project in Bazel, Zwitserland , nadat het onder hoge druk breken van gesteente rond de put honderden seismische gebeurtenissen veroorzaakte, waarvan sommige groot genoeg waren om eigendommen te beschadigen. In Noord-Amerika, EGS-ontwikkelaar AltaRock Energie is verwikkeld in een soortgelijke controverse.
Je kunt seismische gebeurtenissen krijgen met elke vorm van breuk, zei Herbert Einstein , een professor in rotsmechanica aan de afdeling civiele en milieutechniek van het MIT. Als je het dicht bij een stad doet, is het een probleem.
GTherm , opgericht in 2008, zegt een aanpak te hebben bedacht die geen breuk of waterkoeling vereist. Het maakt gebruik van een soort vastestofwarmtewisselaar - wat het bedrijf een warmtenest noemt - op de bodem van putten. Het nest trekt de warmte efficiënter weg van de omringende rots, met behulp van een sterk geleidende mortel die de warmtewisselaar omhult.
Om stroom op te wekken, reist vloeistof in een gesloten lus over de lengte van de put en voert de warmte van het nest terug naar de oppervlakte, waar een secundaire vloeistof in een afzonderlijke gesloten lus wordt omgezet in gas om een elektriciteitsopwekkende turbine aan te drijven. Om de warmteterugwinning verder te verbeteren en het vermogen te vergroten, kunnen dunne boorgaten van ongeveer 30 meter lang en bekleed met warmtegeleidend materiaal uit de verticale hoofdput worden geboord. We zijn eigenlijk een warmtepomp op steroïden, zegt Michael Parrella, CEO en oprichter van GTherm.
Het bedrijf heeft 3D-modellering voltooid en voert vroege validatie en commerciële haalbaarheidstests uit met het Electric Power Research Institute (EPRI). Demonstratieprojecten zouden al in 2012 kunnen beginnen.
Luis Cerezo, technisch directeur van EPRI's programma voor duurzame opwekking, zegt dat er een aanzienlijk potentieel is om het ontwerp met één put van GTherm te gebruiken in gebieden die verboden terrein waren voor geothermische ontwikkeling. We kijken naar diepten van ongeveer vijf kilometer met down-the-hole temperaturen tussen 250 ° F en 300 ° F, zegt Cerezo. Hiermee willen we uit elke put één megawatt netto produceren.
Eén megawatt is niet veel, maar GTherm voorziet een meer gedistribueerd en schaalbaar model van geothermische opwekking - van installaties van een paar megawatt tot grote clusters van putten van in totaal honderden megawatt.
Duizenden uitgeputte olie- en gasbronnen in de Verenigde Staten en Canada zijn de belangrijkste kandidaten voor ontwikkeling, zegt Parrella. Op deze gebieden zijn al temperatuurgegevens bekend, waardoor de exploratiekosten aanzienlijk worden verlaagd. Parrella is ervan overtuigd dat GTherm schone stroom kan leveren voor minder dan 10 cent per kilowattuur.
De aanpak is zeker gunstig, zegt Einstein. Maar hij vraagt zich af of GTherm het risico van seismische gebeurtenissen echt heeft geëlimineerd. De mortel moet een stroperige vloeistof zijn voordat deze uithardt, dus ik zie niet in waarom het in de put plaatsen niet soortgelijke (seismische) problemen zou veroorzaken. Ze zullen dus moeten laten zien dat het echt werkt.