גישות חדשניות לצמצום השימוש במים בייצור כוח גאוותרמלי

כוח גאוותרמאל הוא מקור אנרגיה בר קיימא כי רותם את החום של כדור הארץ כדי לייצר חשמל, המציע חלופה דלת פחמן בסיס פחמן לדלקים מאובנים.עם זאת, צמחים מסורתיים של כוח גיאותרמאל - במיוחד אלה המשתמשים בפלאש רגיל או מחזורי קיטור יבשים - לעתים קרובות דורשים כמויות משמעותיות של מים למקרר ולתהליכים אחרים.הסתמכות זו מעלה חששות לגבי שימור מים, במיוחד באזורי מים גיאוותרמים שבהם משאבים גיאומטריים הם בשפע טכנולוגיות קירור, ופעולות סביבתיות יותר.

אתגרים של שימוש במים ב-Girmal Power

צמחים גיאותרמאליים באמנה תלויים בדרך כלל בכמויות גדולות של מים לקירור, אשר יכול למתח משאבי מים מקומיים, במיוחד באזורים צחיחים כגון מערב ארצות הברית, מזרח אפריקה וחלקים מדרום מזרח אסיה, לדוגמה, צמח טיפוסי 50 MWthermal פלאש באמצעות מגדלי קירור רטובים יכול לצרוך עד 3.5 מ"מ ±1 מים, על פי אזור אנרגיה תרמי של 2,000 מים, 000 מים זורמים יותר, כלומר, 000 מים חמים של צריכת מים חמים של אנרגיה גבוהה יותר, 000 מים חמים, 000, 000, 000 מים חמים, 000 מים חמים, 000, יותר, 000 מים חמים של אזור זה יותר, 000 מים חמים של קליפורניה, 000 אגן, 000 MW אגן, 000 אגן, 000 אגן, 000 קיבולת קירור, 000 אגן, 000 MW קיבולת קירור גבוהה יותר, 000 קיבולת גבוהה יותר, 000 קיבולת קירור גבוהה יותר, 000 קיבולת קירור גבוהה יותר.

גישה חדשנית למים

1 ייבוש קוליינג טכנולוגיות

מערכות קירור יבשות משתמשות באוויר במקום מים היברידיים כדי לצריף קיטור, להפחית באופן משמעותי - או במקרים מסוימים חיסול - צריכת מים.יש שני סוגים עיקריים: air-cooled condensers (ACC) ומגדלי קירור יבשים. בעוד קירור יבש מסורתי יעיל פחות בטמפרטורות לחות חם עקב הפחתת צפיפות יבשה וקיבולת חום של פרויקט, התקדמות בחומרים ועיצוב הם שיפור ביצועים.

Reinjection of Produced Fluids

צמחים גיאותרמאליים רבים עכשיו מחדש נוזל גאותרמי קריר בחזרה לתוך המאגר, מיני נסיגת מים ממקורות חיצוניים.מערכת סגורה זו לא רק מעצימה מים, אלא גם עוזר לשמור על לחץ המאגר, להאריך את חיי המשאבים.שיעורי גלגול טיפוסיים סטנדרטיים של ירידה של 90% מהגלימה המיוצרת, אלא גם הפסדים יכולים להתרחש עקב קשקשים, או בעיות של יכולת יתר בקליפורניה.

3.שימוש במקורות מים שאינם מוגבלים

באמצעות מים שאינם ניתנים להשגה, כגון מי פסולת עירוניים מטופלים, מי קרקעי מבולג, או המיוצר מים מפעולות נפט וגז, מפחית את הביקוש למים טריים.גישה זו היא בעלת ערך במיוחד באזורי מים, הבטחת ניתוח בר קיימא ללא ניכוי מקורות מים מקומיים, אך גם מחוץ למים מתקדמים, אך המחלקה של טכנולוגיות גיאומטריות אנרגיה מממנת פרויקטים רבים באמצעות מים חוזרים לקירור של מים חמים של מים חמים, כמו מים מתקדמים, לעומת 1.5I, שימושים מתקדמים, מ-מתקני מים חמים מתקדמים, לעומת 1.5 שנים, לעומת 1.5 שנים של מים חמים מתקדמים, לעומת זאת, לעומת 1.5 דונם, כולל שימושים גאוגרפיים מתקדמים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מים חמים מתקדמים, 000, 000, 000, 000, 000 מים חמים מתקדמים, 000, 000 מים חמים מ-מתקני מים חמים מ-מזרחיים מתקדמים, 000, אך בשימוש באופן משמעותי, 000, 000 מים חמים מ-מטווח מים חמים מתקדמים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מים חמים מאנדבד

Advanced Binary Cycle ו- Super Critical CO2 Systems

בין מחזורי ג'וותרמאל צמחים, אשר משתמשים בנוזל עבודה משני (למשל, Isobutane או Pentane) עם נקודת מחקר מופחתת, כבר לפעול בלולאות סגורות עם צריכת מים מינימלית עבור מחזור החשמל.עם זאת, עיצובים בינאריים מתקדמים משלבים כעת תכונות כגון אוויר-קומדבקות או פרויקט חום ועוצמה (CHP) לשיפור יעילות המים הכוללת.

5.שיפור מערכות גיאותרמאליות (EGS) וטכניקות הפעלה

בדרך כלל דורש מים עבור ניתוח הידראולי כדי ליצור מאגרים.חדשנות ב- fracturing - כגון שימוש ב- CO2 או חנקן נוזלי - להפחית את עוצמת המים.לדוגמה, פרויקט יוטה של DGE של ארה"ב ל-DGE משתמש בשילוב של חלקיקים מ"ר ו- m2, כדי למזער את צריכת המים הכוללת לשבר.

כיוונים עתידיים ומחקר

מחקר מתמשך מתמקד בשיפור יעילות קירור יבשה, פיתוח טכניקות התחדשות טובות יותר, ולחקור מקורות מים חלופיים.חדשנות כמו חומרים מתקדמים (למשל, בידוד מבוסס אווירול, מסגרות מתכת אורגניות עבור לכידת מים), ניטור דיגיטלי עם למידת מכונה, ודור הבא של מערכות גיאותרמאל מסייע אופטימיזציה של שימוש במים ולהפחית את ההשפעות הסביבתיות.

שיפור יעילות קירור יבשה

מחקר נועד להגדיל את ביצועי הקירור יבשים באמצעות מערכות מדכאות כפולות, קירור יבשה מרוסס, ואחסון אנרגיה תרמי כדי לשנות עומסי קירור לשעות קרירות יותר.יוזמה של ייבוש מתקדם של DOE מממנת הפגנות של אחסון תרמי בשילוב עם צמחים גיאותרמאליים, המאפשרת 30% יותר תפוקת חשמל שנתית תוך שימוש במים מינימליים.

אופטימיזציה דיגיטלית ו- AI-מבוססים

שילוב של חיישני אינטרנט-of-דברים (IoT) עם אלגוריתמים בינה מלאכותית מאפשר ניטור בזמן אמת של תנאי המאגר, כימיה נוזלית ויעילות קירור.לדוגמה, מערכת ניטור מאגר ה-Gorisby ב-Gysers משתמשת בטמפרטורה מבוזרת סיבים אופטית המנסה לזהות אזורים חמים וקרים, ומניעה מחדש למקסימום התאוששות קיטור ולצמצם את אובדן המים.

חומרים מתקדמים וגיאוכימיה

sorbents וטכנולוגיות membrane יכולים לשחזר מים מן קיטור גיאותרמאל או גזים ממצה. חוקרים ב לורנס ברקלי הלאומי מעבדה פיתחה פולימר תרמורספוני שיכול לחלץ מים קיטור בטמפרטורות גבוהות, פוטנציאל מיחזור עד 90% של תהליך.בינתיים, עקבות גיאוכימי לעזור למפות נוזל לזרום במאגרים, ומאפשר ניהול גלגול מדויק.

גישות

עוד שדרה מבטיחה משלבת צמחים גיאותרמאליים עם יחידות של דיספלנציה, באמצעות חום פסולת כדי לייצר מים טריים תוך קירור נוזל העבודה.טייס במפעל הגיאולוגי של רייקיאוויק באיסלנד השיג ייצור משותף של 300 מ"ר / יום של מים מתוקים ללא קלט אנרגיה נוסף. בדומה, באמצעות חום גיאותרמלי עודף עבור יישומים שימוש ישיר כמו חימום או חימום מחוזי מפחית את העומס על מחזור החשמל, ובכך להפחית את צריכת המים.

על ידי שילוב של קירור יבש היברידי, התחדשות מתקדמת, שימוש במים שאינם ניתנים להשגה, וטכנולוגיות מתפתחות כמו מערכות sCO2, התעשייה הגיאוגרפית נעה לכיוון צריכת מים אפס.החידושים האלה לא רק לשפר את הקיימות של כוח גיאותרמאל אלא גם מאפשר פריסה באזורים בעלי מתח מים, פתיחת פוטנציאל עצום לאנרגיה נקייה ואמינה.