Drill rig on site in Schwerin, Germany (lähde: Daldrup & Söhne AG)
Alexander Richter 6. huhtikuuta 2020 joidenkin geotermisen kehityksen taloudellisuuteen perustuvien maantieteellisten rajoitusten myötä ”ei niin syvissä” mahdollisuuksissa hyödyntää geotermistä energiaa lämpöön, kuten NZ-pohjaisen ohjelmistotalo Seequentin artikkelissa kuvataan.
matalaa – tai paremmin ”matalampaa”-geotermistä energiaa käsitellään NZ-pohjaisen ohjelmistotalo Seequentin mielenkiintoisessa artikkelissa. Geotieteen ohjelmistotoimittajana yritys on ottanut kiinnostavan aseman palvelemassaan geotermisessä maailmassa, ja se on myös tyrkyttänyt kerrontaa siitä, mitä geotermisellä energialla on tarjottavanaan.
se teki niin hiljattain maaliskuussa 2020 julkaistussa artikkelissa ”ei niin syvää lämpöä”. Kun siis kuvataan matalaa geotermistä energiaa-syvägeotermisen sektorin yhteydessä-artikkelissa viitataan geotermisiin luonnonvaroihin, jotka eivät ole niin kuumia ja jotka eivät sijaitse syvyyksissä, joita tarvitsemme kuumista geotermisistä luonnonvaroista saatavan sähkön tuottamiseen. Perinteisesti olemme puhuneet matala geoterminen kuin” lähellä pintaa ” geo-exchange järjestelmä (Lämpöpumput, muutaman metrin 50/ 100 metriä), kun taas syvä geoterminen (käytetään Saksassa erottaa) viittaa mitään, joka porat kuuma (tai yhä ei niin kuuma) lämpötiloissa. Mutta linjat geotermisen kehityksen kohdentaminen reservoir perustuu geoterminen energia (lähinnä deriving lämpöä kautta veden kantaja) ja suora lämmönvaihto lähestymistapoja, jotka hyödyntävät mitä tahansa lähellä pintaa super syvä järjestelmien graniitti (deriving lämpöä kautta vaihtojärjestelmä, joka voi käyttää vettä tai jotain muuta).
geotermisen energian perinteinen käyttötarkoitus on ollut sähkövoiman tuottaminen, mikä edellyttää yleensä hyvin korkean lämpötilan nesteitä tarvittavien lämpötilaerojen aikaansaamiseksi. Valitettavasti tällaiset sovellukset ovat erittäin maantieteellisesti rajoitettuja; ne toimivat vain alueilla, joilla on tulivuoria tai erittäin korkeita/alhaisia lämpötiloja, esim.Uusi-Seelanti, Indonesia ja Islanti.
matalaan maalämpöön pääsee paljon pienemmällä ja edullisemmalla porauslautalla kuin korkean lämpötilan geoterminen tarve. Se on myös vähemmän raskas ja vaatii vähemmän monimutkaista ja kallista teknologiaa.
Jeremy O ’ Brien: Global Director – Energy, Seequent
But what geothermal also offers is the ability of just provide heat. Se voi olla hyödyllistä paljon alhaisemmissa lämpötiloissa, ja tämä matalan lämpötilan geoterminen resurssi löytyy monista muista paikoista, ilman niin syvälle poraamista. Vaikka tällä lähestymistavalla ei ehkä pystytä tuottamaan suuria määriä sähköä, sillä voi olla tärkeä rooli siinä, että se syrjäyttää tarpeen tuottaa sähköä toisesta lähteestä.
”pinnallisen geotermisen energian suurin arvo on se, että se korvaa peruskuormitusenergian”, Seequentin energialiiketoiminnan johtaja Jeremy O ’ Brien sanoo. ”Noin 40% kaikesta Euroopassa käytetystä energiasta käytetään lämmitykseen ja jäähdytykseen, joten jos saisitte puolet tuosta 40%: sta poraamalla maahan reikiä, se on valtava etu.”
maalämpö tarjoaa myös erityisen edun muihin uusiutuviin energialähteisiin verrattuna. Se on aina siellä. ”Jos aurinko ei paista tai tuuli ei puhalla, se toimii silti. Se on 24/7 puhdasta energiaa, eikä se katoa mihinkään.”
Peruskuormitus on keskeinen tavoite päästöjen rajoittamisessa
suuri osa yhteiskuntamme perusenergiasta, johon se perustuu, on aiemmin peräisin hiilen tai kaasun tuotannosta, ja näitä lähteitä tällä hetkellä rajoitetaan CO2-sopimuksilla. (Vuonna 2020 maailman hiilipolttosähkön käyttö on saavuttamassa suurimman vuotuisen laskunsa koskaan, neljä vuosikymmentä kestäneen lähes keskeytymättömän kasvun jälkeen.)
vaikka aurinko-ja tuulienergialla on myös ratkaiseva rooli HIILIDIOKSIDIPÄÄSTÖJEMME vähentämisessä, ne eivät yleensä keskity pelkästään peruskuorman korvaamiseen. Matala maalämpö ei tarvitse akkua varastoimaan sen tuottamaa energiaa. Se vain odottaa, että sitä kuunnellaan. Maalämpölaitoksen jalanjälki on myös tyypillisesti paljon pienempi kuin aurinkovoimalan tai tuulipuiston, koska kaikki raskas nostotyö tapahtuu maan alla.
kaikki tämä tarkoittaa sitä, että matala maalämpö – erityisesti lämpöpumppusovellukset – voivat olla hyvin ”paikallisia”. (Hyvä esimerkki on se suuntaus, että supermarketit ottavat lämpöä omien myymälöidensä alapuolelta ja käyttävät lämmönvaihtimia kompensoidakseen jäähdytystehoaan.) Tai se voi olla kaupungin laajuinen. Kööpenhamina on yksi monista eurooppalaisista kaupungeista, jotka tutkivat matalageotermisen energian mahdollisuuksia tukea kaupunkilaisten kaukolämpöä.
”usein haetaan vain 50-80 asteen lämpötiloja”, Jeremy O ’ Brien sanoo, ”mutta monissa tapauksissa muuta ei tarvita peruskuorman vaihtoon.”Eikä ajatus ole oikeastaan niin Uusi. ”Moni ei tajua, että Pariisissa on ollut maalämpöä 1970-luvulta lähtien …”
Down in the not so depths
so how deep is shallow? ”Luulisin, että kielellämme sanoisimme mitä tahansa alle 1000 metriä, kun taas normaalissa geotermisessä mielessä kaivon Keskisyvyys olisi 2000 metriä.
” tärkeää on, että kaikki noiden 1000 metrin päässä pinnasta on saavutettavissa paljon pienemmällä ja edullisemmalla porauslautalla kuin korkean lämpötilan geoterminen tarve. Se on myös vähemmän raskas ja vaatii vähemmän monimutkaista ja kallista teknologiaa.”
ja monissa tapauksissa yksinkertaiset Lämpöpumput voivat olla teholtaan paljon heikompia. Lontoolainen Tate Modern-Galleria valitsi geotermisen ratkaisun, joka ulottuu vain viisi metriä joen sorapohjaan. Se käyttää porakaivoa tyydyttääkseen osan rakennuksen lämmitystarpeista talvella ja jäähdytystarpeista kesällä, pitäen Picasson, Dalisin, Rothkosin ja muiden arvokkaan kokoelman mukavassa (ja kansainvälisesti vaaditussa) 18-25 asteessa.
jälleen Yhdistyneessä kuningaskunnassa tutkijat tutkivat, miten maan hylättyjen hiilikaivosten perintöä voitaisiin käyttää lämmöntuotannon toisen elämän luomiseen – tällä kertaa käyttämällä hieman kohonneita lämpötiloja (noin 30 astetta) maapallon sisällä olevista tyhjistä tyhjiöistä.
miten matala geoterminen potentiaali tulee esiin
avain matalaan geotermiseen työhön on löytää tietyt muodostumat ja stratigrafiset yksiköt, joissa on hyvän lämpötilan nesteitä ja joita voidaan käyttää tehokkaasti. Tutkimukset voivat sisältää seismistä, painovoimaa, magneettista telluuritietoa, mutta se voi olla korvaamatonta, jos se yhdistetään siihen, mitä paikasta jo tiedetään, huomauttaa Jeremy O ’ Brien.
” onko olemassa vanhoja öljyn-ja kaasunetsintäkaivoja tai kenties vanhoja pohjavesikaivoja, joissa data voidaan integroida geofysiikkaan? Mitkä ovat virtaamat olemassa olevista kaivoista? Mitä se kertoo alueista, jotka voisivat olla kiinnostavimpia tutkia? Missä ovat korkeimmat lämpötilat ja mikä on geologia?”
hyvää salapoliisityötä voi tulla monessa muodossa. Esimerkiksi Google Earth-kiertue Kaakkois-Espanjan Almeriasta paljastaa lähes koko niemimaan kattavan kimaltelevan kasvihuonemaiseman. Se on Euroopan suurin kokoelma. Etsiessään alueita, joilla on korkea geoterminen potentiaali, tutkijat päättelivät, että maanviljelijät saattoivat ehkä tietää jotain, mitä he eivät
”vain sisämaassa voi nähdä siirroslinjat, jotka kulkevat pinnanmuotojen läpi, ja maanviljelijät porasivat vettä ylös näille kukkuloille. Vika kanavoi nesteet syvälle ja takaisin ylös erittäin tehokkaasti, jotta ne kuumenevat suhteessa hyvänlaatuiseen pohjaveteen. Se ei ollut hyväksi kasveille, koska se oli kerännyt liikaa suoloja, mutta geotermisen energian kannalta se oli ihanteellinen….”
CASE STUDY-Assessing shallow geotermal potential in urban areas; Katalonia, Espanja
Euroopan kaupunkialueet luopuvat hiilestä ja energiamarkkinat siirtyvät kohti uusiutuvia energialähteitä. Matalageotermisen energian suosio on kasvussa. Espanjan Katalonia on yksi mahdollisuuksia tutkiva alue, ja se on MUSE-hankkeen (Urban Shallow-geotermal Energy Managing) tapaustutkimus. Gironan kaupunkialue valittiin ensimmäiseksi pilottialueeksi-ei ilman haasteita.
maaperän lämpöominaisuudet määräävät, kuinka paljon energiaa voidaan purkaa lämmönvaihtimien avulla, ja Gironan ympäristössä kunkin stratigrafisen yksikön geologiset ja Hydrogeologiset ominaisuudet ovat monimutkaisia ja vaihtelevat merkittävästi. Tarvittiin yksityiskohtainen 3D-malli, ja sen valmistamiseen käytettiin Leapfrog-ohjelmistoa kaikesta käytettävissä olevasta datasta, joka oli huomattava.
kaiken kaikkiaan noin 1400 porausreikää, 4 Geologiset kartat asteikko 1: 25000, 5 Geologiset kartat asteikko 1:5000, 2 Hydrogeologiset kartat mittakaavassa 1: 25000 ja runsaasti geofysikaalisia tietoja käytettiin valmistella yksityiskohtainen geologinen malli alueen 10km leveä, 9km pitkä ja 300m syvä. Kokonaismallin tilavuus on 29km3. Myös pohjavesien keskilämpötiloja seurattiin.
jotta maanalaisgeologiaa voitiin tulkita ja esittää parhaalla mahdollisella tavalla, oli tarpeen rakentaa perusmalli, joka määritteli Paleogeeni-paleotsooisen, Neogeenisen ja kvaternaarisen kauden. Itse asiassa 31 Geologiset yksiköt olivat mallinnettu yhteensä, välillä Ordovician ja kvaternäärinen. Painopiste oli Gironan La Selva-sedimenttialtaan syvyyden ja avaruudellisen laajenemisen määrittämisessä (altaan sedimenttitäyttö on todennäköisesti tärkein väline geotermisten resurssien hyödyntämiseksi). Tutkimus on käynnissä, ja se edistää Viime kädessä yleisiin taloudellisiin tarkoituksiin liittyvää GEOENERGIAA koskevaa hanketta, joka tarjoaa alustan geotermisen potentiaalin arvioimiseksi alueellisella ja paikallisella tasolla ja auttaa Gironaa päättämään, mitkä alueet ovat toteuttamiskelpoisimpia avoimen ja suljetun kierron Lämmitysjärjestelmien asentamiseksi.
käyttämällä hyppyrimäkeä helteiden jahtaamiseen
yhä useammat hallitukset pyrkivät seulomaan ja seulomaan kaikki keräämänsä tiedot alueilta, kuten Almeriasta, missä he epäilevät, että siellä voisi olla käyttökelpoista lämpögradienttia, joka johtuu valuvista tai paineistuneista sedimenttivesikerroksista jne.
”luulen, että Leapfrog voi antaa siihen todellisen panoksen”, arvioi Jeremy O ’ Brien. ”Se on erittäin intuitiivinen työkalu kaikkien näiden eri tietokokonaisuuksien yhdistämiseen yhteen paikkaan. Voit rakentaa kuvan pinnan, joka tunnistaa mahdollisia paikkoja, jotka eivät ehkä ole intuitiivinen muuten.
”jos olet aloittamassa projektia, sinulla saattaa olla vanha geologinen poikkileikkaus, joka kattaa valtavan alueen ja sinun täytyy integroida kaikki tuo data yhteen paikkaan. Leapfrog voi nopeuttaa sitä valtavasti, nopeasti rakentaa kuvan ja tuottaa visualisointeja. Siihen verrattuna voi kestää päiviä, että piirrät selkeästi lämpötilan ääriviivat käsin tai käyttämällä toista pakettia.
” suuren aineiston seulominen tekee siitä nopeasti tehokkaan työkalun matalien geotermisten alueiden tunnistamisessa. Sitten, kun porauskampanja on suunniteltu, tuoreet tiedot voidaan syöttää mallin päivittämiseksi ja näyttää, mitä pinnan alla tapahtuu. Koska Leapfrog on yhteydessä muihin simulointiohjelmistoihin, voit tarkastella myös veden virtausta maassa tai lämpötilan muutoksia. Ohjelmisto voi ohjata tiimejä, missä poraus pitäisi tapahtua, ja sitten mennä auttaa ymmärtämään ja hallita resurssi ajan kanssa.
” se tarkoittaa, että Leapfrog voi tukea projektia alusta loppuun, koko arvoketjussa.”