התפתחות ניהול ג'ותרמאל פלויד

אנרגיה גיאותרמית היא אחד המשאבים המתחדשים התואמים והנמוכים ביותר, המסוגל לספק כוח עומס בסיסי חימום ישיר עם פליטות אטמוספריות מינימליות.עם זאת, הכדאיות ארוכת הטווח של פרויקטים גיאותרמיים תלויה בניהול יעיל של הנוזלים המפוזרים דרך מאגר אנרגיה וציוד פני השטח.

מאמר זה חוקר את ההתקדמות האחרונה במחזור סגור, הפרדה תרמית, טיפול כימי, ורסול פסולת מוצק כי הם לעצב מחדש את התעשייה.זה גם בוחן את הדיבידנדים הסביבתיים והכלכליים אלה לספק, ומשקיף קדימה מגמות מתעוררות אשר יכול עוד להפחית את טביעת הרגל של כוח גיאוגרפי ומחמם.

הבנת שפעת ג'ותרמית ואתגריהם

נוזלים גאוותרמאליים שמקורם במאגרים טבעיים שבהם מים מחוממים על ידי החום הפנימי של כדור הארץ. במערכות הידרותרמיות קונבנציונליות, מים חמים או קיטור מופקים באמצעות בארות ייצור, עוברים דרך טורבינות או מחליפי חום, ולאחר מכן מרופפים באמצעות הזרקת בארות כדי לשמור על לחץ המאגר.הרכב כימי של נוזלים אלה משתנה במידה רבה בהתאם לגיאולוגיה.

מבחינה היסטורית, חלק מהנוזל המיוצר היה מפוסל מפסולת לאחר השימוש, או על ידי פריקה משטח (עם טיפול מחמיר) או על ידי הזריקה עמוקה. Both גישות להציג סיכונים סביבתיים: שחרור פני השטח יכול ללכד את גופי המים, והזרקה עלולה לגרום למשקעים המושרה יתר על כן, התעשייה התבססה על עדיפויות משמעותיות של מים כדי לפצות על נוזל שאבד כדי להתמדה, לראות דף או להחזיר איברים פנימיים, במיוחד, ולכן הם יכולים להיות מבודדים באזורים אלה.

טכנולוגיות Fluid Recycling Technologies

מערכות מיחזור מודרניות נועדו לשמור כמה שיותר נוזלים בתוך הלולאה המבצעית, להפחית את צריכת המים המתוקה ואת נפח הפסולת. שתי טכנולוגיות לעמוד: מערכות מחזור סגורות ויחידות הפרדה תרמיות וטיהור.

מערכות סגורות-Loop

מערכות גיאותרמיות סגורות אינן חדשות לחלוטין – הן שימשו יישומי משאבת חום מקור קרקעיים במשך עשרות שנים – אבל חידושים אחרונים הפכו אותן לזמינות עבור מאגרים גיאותרמיים ברמה גבוהה של כוח. בתצורה סגורה, נוזל העבודה (לעתים קרובות נוזל חימום שנבחר בקפידה או CO קריטי CO2)s ברשת צינורות סגורה המשתרעת לתוך תת-קרקעית.

התקדמות מרכזית כוללת את הפיתוח של חומרים צינורות עמידים בטמפרטורה גבוהה, חומרי צינורות עמידים כמו ⁇ מיוחדים ופולימרים מתקדמים, כמו גם טכנולוגיות חותם חזקות שיכולים לעמוד בלחץים קיצוניים המיוצרים על ידי חברות COPS כמו FLT:0EavorFLT:1 הם חלוצים עיצובים קנייניים סגורים (למשל, EavorLo-opTM) אשר מציעים לעתים קרובות נוזל חמצן נמוך יותר, ללא יכולת פעולה גמישה של פחמן.

נתונים תפעוליים מפרויקטים של טייס מציעים כי מערכות קופות סגורות יכולות גם לשפר את קצב ההמראה התרמית ולהרחיב את החיים הכלכליים של משאב גיאותרמאל. כי נוזל העבודה ממוחזר ללא הגבלת זמן, הקלטים החיצוניים היחידים הדרושים הם ראשי התיבות תקופתיים עבור דליפות קלות. גישה זו סגורה-לופ מייצגת שינוי פרדיגמטי ממיצוי משאבים לכריית תרמי, עם טביעת רגל סביבתית קטנה בהרבה.

הפרדה וטיהור

עבור צמחים הידרותרמיים פתוחים הקיימים, טכנולוגיות הפרדה תרמיות מציעות דרך לנקות נוזלים המשמשים לזריקת או שימוש חוזר.טיפול באמנה מסתמכ על משקעים כימיים, סינון והחלפת יון, אשר יכול להיות יקר וליצור זרמי פסולת משניים.ההפרדה הrmal משתמשת בחום הטבוע של נוזל גיאותרמאל כדי להניע או הדבקה, אשר יכול להיות יקר וליצור זרמי פסולת משניים.

אחת הדרכים המבטיחות היא (FLT:0)mbrane distillationFLT:1 (MD), שבו מזכר הידרופובי מאפשר מים לעבור תוך שמירה על מוצקים מתמוססים.החום המאוחר של vaporization ניתן לספק על ידי טיהור אנרגיה נוסף (Galtherraltra) באמצעות טיפול ב-Galtrapateicive (DValance) של 2, לעומת זאת, כלומר, כלומר, ניתן לצמצום של טיפול ב-HDFal Resurreaterateratealance) ב-HDFalanced) ב-Rateratevaterateraterateraterateraterateraterateic.

הפרדה תרמית גם מאפשרת ייצור מים מתוקים מגלימות גיאותרמיות – תוצר לוואי יקר באזורים של מים-כלי מים.בעמק המים:0.0.1 עמק המים של קליפורניה: צמח גיאוותרמאל שילב יחידת טיהור תרמי שמייצרת עד 500,000 ליטר מים נקיים ליום, אשר משמש ל קירור ושקיקה זו.

טכנולוגיות טיהור מתפתחות כוללות את FLT:0 (Electrodialysis reversalFLT:1 (EDR) ו-FLT:2 קדימה osmosisFLT 3 (FO) EDR משתמש שדה חשמלי כדי להניע ions באמצעות ניתוק סלקטיבית, ריכוז של מים עם ירידה חדה, תוך כדי ייצור של מים החלפה באופן דרמטי, 000 חסכוניים, 000 צמיגים פחות מ-מתאים של צריכת מים צמיגים).

פתרונות בזבזניות

גם עם מחזור אופטימלי, צמחים גיאותרמאליים לייצר זרמי פסולת בלתי נמנעים: מפוצץ מן מגדלי הקירור, טרמפטים מוצקים (אזורים), סינון עוגות מטיפול חריף, ולא ניתן לזהות גזים (NCGs) כגון CO2, H2S, ועוקב כספית. מינוף נפח וסיכון של פסולת אלה הוא קריטי עבור ציות קהילתיות קבלה.

טיפול כימי ותוספת

סקרלינג וקורוזיון הם האיומים המיידיים ביותר לטיפול נוזלי גיאותרמאלי. טיפולים כימיים מסורתיים - הזרקת חומצי, נוגדי חמצון, מעכבי קורוזיה - יכול להיות יעיל אבל לעתים קרובות להציג את החששות הסביבתיים שלהם יכול להיות יקר. חידושים אחרונים להתמקד על סגסוגת שמן מבוזרים מסורתיים כגון פחמן FLT:0eco ידידותי תוספות פחמן 1 LT:1 נגזר פולימרים טבעיים, amino, חומצות ביומטריות או מגלורד, למשל חומרים רעילים אחרים.

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ניהול פסולת

בזבזני סולידריות מפעילות גיאותרמית כוללים קשקשים מחוסנים (סיליקה, סידן פחמן, מתכת סולפטים), בזבזו אמצעי סינון, וניתחו מטיפול במים באופן היסטורי, אלה היו מלאים או, במקרים מסוימים, מפוזר מבארות הזרקת.

(ב) ,[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1966]]]]]]]], [[1966]], [[1924]], [[1966]], [[1966]], [[1966]]]]]], [[1966]]]]]]]], [[1966]], [[1966]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1966]]]]]]]]]] [[[[1966]]]]]]

(ב) טכניקת צמצום פסולת נוספת היא השימוש ב-FLT:0innovative filtration MediasureFLT:1 שניתן לנקות אותו ולהשתמש בו מחדש, ולא לפטור לאחר שימוש יחיד.לדוגמה, מסנני קרום קרמיקה יכולים לעמוד בשטיפת גב וניקוי תרמי, להאריך את תוחלת החיים שלהם מחודשים עד שנים, בנוסף ל-FLT2ion-ofexne יכול לעמוד ב-Rine כדי לגוון כימי (שגרתיים) באופן ספציפי (מחדש) ולחזקת חום (מחדש) באופן ספציפי).

יתרונות סביבתיים וכלכליים

החידושים המתוארים לעיל מספקים יתרונות מוחשיים על פני ממדים מרובים.מבחינה סביבתית, מחזור נוזלים מתקדם מפחית באופן דרמטי את נסיגת המים - דאגה מרכזית באזורים דמויי-פרון.מערכות Closed-loop יכולות להשיג כמעט אפס צריכת מים, בעוד יחידות הפרדה תרמיות יכולות ללקות דרישות מים על ידי 80-95%.

מבחינה כלכלית, היתרונות הם משכנעים באותה מידה. צריכת מים נמוכה מתורגמת להורדת אספקת מים ועלויות טיפול, אשר יכול לקחת עד 15% של הוצאות התפעול בתחומים מסוימים.מערכות Closed-loop מבטלות את הצורך בגירוי יקר והפחתה בקנה מידה, בעוד יחידות הפרדה תרמיות מאפשרות מרווחים ארוכים יותר בין השבתות תחזוקה.

מחקר של 2023 על ידי FLT:0 (International Gethermal AssociationeurFLT) 1 מעריך כי אימוץ נרחב של טכנולוגיות מחזור נוזלים ופסולת של צמצום העלות המדרגת של חשמל (LCOE) מגיאותרמאל עד 10-30%, מה שהופך אותו תחרותי עם גז טבעי ורוח בשווקים רבים. בשילוב עם תמריצים ואשראיי אנרגיה מתחדשים, עלות אלה הם מאיץ על ידי 10 שנים (כולל כמויות גדולות של אנרגיה גיאוגרפית) הכוללות גדולות יותר (Galraleraleraleraleralating) של פרויקטים חדשים, כולל ענפים של מינרלים).

מחקרים בחדשנות

פרויקטים רבים ברחבי העולם מדגימים את יישום מוצלח של טכנולוגיות אלה.

איסלנד: לגונה כחולה ומעבר

הצמח הכחול גיאותרמאל באיסלנד הוא דוגמא לספר לימוד של valorization פסולת.הצמח משתמש נוזל מן השדה הגיאוגרפי Svartsengigi, עשיר ב- silica, אצות ומינרלים. במקום להיפטר מהשמנה המבזבזת, החברה פיתחה תהליך כדי לחלץ ולחדד את הרכיבים האלה במוצרי טיפוח העור שנמכרו ברחבי העולם.המתקן מייצר מים נקיים לשימוש מקומי ותופסים גישה ג'ין-בת של חלק מהצמחים.

ארצות הברית: ייצור מים בעמק אימפריאלי

בעמק הקיסרי של קליפורניה, ה-FLT:0 [Heber Spring PowereurFLT:1] בשיתוף פעולה עם FLT:2U.S המחלקה לאנרגיהFLT 3 LT 3 כדי לטיס מערכת דיהמה תרמית על 10 MW binary Geothermal Unit.המערכת השיגה גם שיעור התאוששות מים של 90% מהגלימות הגיאומטריה, אשר מייצרת טיהור גבוה של 60 אחוז מים, לאחר מכן, אשר שימשה מחדש של מים מגובה, לאחר מכן, 000 מים, אשר היה צורך מים מגובה, אשר היה בשימוש, 000 מים מתוקים, 000 מים מגובה, 000 מים, 000 מים מרוכזים, לאחר מכן, 000.

ניו זילנד: הצלחה לטיפול כימי

ב-FLT:0 וייקפרי ג'ותרמאל פילדסטל 1 (FLT:0) מפעילי נתקלו בדרגות סיליקה חמורות הדורשות ניקוי דו-שבועי של מחליפי חום.על ידי מעבר לפוליפרטט אנטי-מכיר, הם הפחיתו מרווחי ניקוי עד פעם כל שישה חודשים, חותכים עלויות כימיות ב-40%, וחוסמו את השחרור של phosphonate רעילים לתוך הנהר המקומי.

מגמות ואתגרים עתידיים

במבט קדימה, התעשייה הגיאוגרפית מופעלת על התקדמות נוספת.0. [Machine Learning and AIigFLT:1] מועסקים כדי לחזות אירועים מדרגים וקורוזיון בזמן אמת, ומאפשרים למפעילים לייעל את הדוגמת הכימית והזרימה הנוזלית לפני הנזק.FLT:2 AdvancededחיישניםFLT 3, אשר פרוסים ב-High-temp-eras היטב יכולים לפקח באופן רציף, לבצע סימולציה דיגיטלית, ולאפשר הפחתה יעילה יותר של נתונים.

גבול נוסף הוא שילוב של נוזל גיאותרמאל המיחזור עם לכידת FLT:0 (פחמן, ניצול ואחסון (CCUS) ⁇ FLT:1 [הגזים הבלתי-צפויים ממערכות גיאותרמיות - במיוחד CO2 ו- H2S - ניתן לתפוס באמצעות הפרדה membrane או amine מתפתל, עם CO2 לאחר מכן ספוג או בשימוש בנפט התאוששות פוטנציאלית לתוך פיילוטים אלה.

עם זאת, אתגרים נשארים.העלות הגבוהה של מערכות מחזוריות וטיפול מתקדמות יכולות להיות מחסום, במיוחד עבור צמחים קטנים יותר או מפתחים בשווקים מתעוררים.מסגרות רגולטוריות עבור מיצוי מינרלים ממגוון גיאותרמאל עדיין מתפתח, וכמה כימיקלים המשמשים בטיפולים מיוחדים עשויים לעמוד בפני הגבלות, יתר על כן, שילוב של טכנולוגיות אלה חייב להיות מותאם לכימיה גיאוגרפית ספציפית לאתר, הדורשת בדיקות הנדסיות והשקעות משמעותיות במחקר, הדגמה, ופתרון קריטיים יהיו להתגבר על מדיניות קריטית אלה.

עם זאת, המגמה ברורה: חידושים במיחזור נוזלים ומיניזציה פסולת משנים אנרגיה גיאותרמית ממשאב נישה יחסית לאופציה בת קיימא, יעילה ומושכת יותר מבחינה כלכלית.על ידי צמצום צריכת המים, צמצום הפסולת ויצירת זרמי הכנסה חדשים, טכנולוגיות אלה מחזקות את המקרה עבור גיאותרמאל כאבן הפינה של המעבר העולמי לאנרגיה נקייה.