מדד ההנדסה הגוותרמית וטכנולוגיות פחמן לתפוס טכנולוגיות

בעוד העולם גזעים כדי להפיג את מערכות האנרגיה שלה, שתי טכנולוגיות אשר פעלו באופן מסורתי בתחומים נפרדים יותר ויותר נתפסות כבעלות ברית חזקות: הנדסה גיאותרמית ולכידת פחמן. בעוד אנרגיה גיאותרמית מציעה מקור יציב ועצמאי של אנרגיה מתחדשת, טכנולוגיות פחמן לוכדות שואפות למשוך פחמן דו חמצני (CO2) מתוך זרמי ג'רמיץ תעשייתיים או ישירות מהאווירה.

הבנה של הנדסה גיאותרמית

הנדסה גיאותרמית שואבת חום מהפנים של כדור הארץ כדי לייצר חשמל או אספקה חימום ישיר.החום מקורם של אנרגיה המבוססת על דעיכה רדיואקטיבית ומבנה חי, והוא נגיש בכל מקום בו ⁇ טמפרטורה מספקת קיימת בעומקים בלתי ניתנים להשגה.מערכות גיאוותרמאליות היעד מינרלים הידרותרמיים - כיסים טבעיים של מים חמים או קיטור לכודים בתצורות סלעיות.

הנדסה גיאותרמית מודרנית התרחבה מעבר למאגרי טבע אלה באמצעות FLT:0 (Enhanced Gethermal Systems (EGS) ⁇ FLT:1 ; EGS ממריץ סלע חם, יבש על ידי הזרקת נוזל כדי ליצור שברים מלאכותיים, ואז להפיץ מים כדי לחלץ חום.

Gethermal מספק את:0) בסיס של כוח מתחדש כוח מתחדש 1FIRLT (ברוב מעל 85% - הרבה יותר גבוה מאשר רוח או שמש.זה גם יש טביעת רגל אדמה קטנה ויכול לספק חום פחמן נמוך לרשתות חימום מחוזיות, חממות חקלאיות ותהליכים תעשייתיים.עם זאת, אתגרים כגון עלויות הון גבוהות יותר, הסיכון של סיסמיכות מוגברת, ואת הצורך של הערכה גיאולוגית יש מגבלות על ידי פיתוח כלכלי, אך ורק אם כיבוד, עדיין, פריסה, עדיין, פיתוח טכנולוגיות מתקדמות.

טכנולוגיית פחמן שנתפסה

לכידת פחמן ואחסון (CCS) כוללת חבילת תהליכים המונעים CO2 להיכנס לאטמוספירה.הצורה הפרוסת ביותר היא FLT:0post-combustion ללכוד FLT:1, שבו CO2 מופרד גז פלואי בתחנות כוח או מתקנים תעשייתיים באמצעות מזהמים כימיים כגון amines.com שנתפסה CO2 מועברת ונשלח באמצעות אחסון עבור היווצרות גיאולוגית עמוקה (S עדיין שטח של 50 גרם).

(FLT:0) לכידת קדם-בעירהיפוי (Pre-combustion capture) כוללת המרת דלק לסינאגז (H2 ו- CO) לפני הבעירה, ולאחר מכן שינוי ה- CO2 והפרדה. גישה זו נפוצה בייצור מימן ושילוב גז משולב מחזור משולב (IGCC) צמחים.FLT:2Direct Air ללכוד (DAC)FLT:3s מופק CO2K ישירות מ-250n-R.

מעבר לאחסון, ניתן להשתמש CO2 שנתפסו במגוון רחב של חומרים:0.10.10.10.10.10.1 נתיבים: התאוששות שמן מוגברת (EOR), ייצור של דלקים סינתטיים, חומרי בניין מחוסנים ומזינים כימיים.עם זאת, השימוש יכול רק לצרוך רק חלק מהמילילין של טון CO2 שיש להסיר כדי לעמוד במטרות האקלים; את עיקר חייב להיות מאוחסן לצמיתות.

הסינרגיה בין ג'ותרמאל ולכידת פחמן

הצומת של הנדסה גיאותרמית ולכידת פחמן הולך מעבר פשוט לשילוב שני מתקנים.מהנדסים ומדענים מפתחים מערכות משולבות שבו כוחות של כל טכנולוגיה לפצות על החולשות של שלושת נתיבי הסינרגיה העיקריים הופיעו:

Gethermal Carbon Sequestration (התקפה מינראלית ב- Reservoirs)

אחד הצטלבות המבטיחות ביותר הוא FLT:0 מינרלים החלפת פחמן FLT:1 [כאשר CO2 מוזרק לתוך היווצרות סלע חם, מלכותי או אולטרה-מפיר (כגון basalt או peridotite), זה מגיב עם סידן, מגנזיום, ו-Aramlicates ברזל כדי ליצור מינרלים פחמן יציבים, תהליך זה לצמיתות מלכודות CO2 בצורת מוצק, חיסול הסיכון של מגיפות גבוהה יותר מאשר הפעלת לחץ גאוגרפית.

עבודות פיוניטיביות במיזם ההרחבה:0 [קריבקול] 1 [באיסלנד] הוכיחו כי CO2 מתמוסס במים והזרק לתוך סלע בלסאלטי ניתן למינרלים בפחות משנתיים. על ידי שילוב זה עם הדור הגיאו-ותרמאל במפעל ההלישידי, הפרויקט מלוכד כ-30% מפליטת הפחמן הדו-2 של הצמח ומזריק אותם בחזרה למאגרי פחמן דו-חמצני, גם כן, עוזר לחזק את הכוח הגוברים.

שימוש ב-Girmal Heat to Power Carbon Catch Systems

לאחר נטילת פחמן לכידת באמצעות פותרי amine דורש אנרגיה תרמית משמעותית כדי לשחזר את המפת ולשחרר את CO2 שנתפס בדרך כלל, חום זה מגיע מ קיטור מתוך טורבינת הצמח, צמצום תפוקת חשמל נטו על ידי 20-30% ("עונש אנרגיה") חום גיאותרמל, במיוחד ממאגרי זמן נמוכים שאינם מתאימים לדור, יכול לטעון כי זה ללא הפסדי חום תרמי או מטרי.

מספר מחקרים אפשריים העריכו שילוב של FLT:0 (GB-AfLT:0) לכידת פחמן דו-צדדית-אסד (FLT) 1 במפעלי פחם וגז.על ידי הסרת החילוץ הקיטור, הצמח המארח שומר יותר מהתפוקה החשמלית שלו ועדיין ללכוד 90% מפליטת הפחמן הדו-חמצני שלה, באזורים עם צמחי דלק מאובנים ומשאבים גיאותרמאליים (למשל, חוף המפרץ, אינדונזיה), גישה היברידית זו יכולה לספק גם טיפול ביולוגי שלילי יותר, עם מערכות אלקטרו-אוויריות שליליות יותר, גם כן, עם מינרלים, עם מינרלים, עם מינרלים, עם מינרלים, עם מינרלים, גם כן, עם מינרלים, גם כן, עם מינרלים, כדי להגדיל את עלויות יותר, כדי להגדיל את רמת חום-תועלת, גם כן, גם כן, יותר, יותר, גם כן, גם כן, עם מינרלים, גם כן, עם מינרלים יעילים יותר, יותר, יותר, עם חסכוניים, עם מערכות אלקטרו-סמאטמיים (כלומר, גם כן, עם מערכות אלקטרו-אוויר, עם מינרלים) חום-רפומית (כגון, כדי להגדיל את רמת חום-תועלת גבוהה יותר, גם כן, גם כן, כמו כן, יותר, יותר, יותר, כמו כן, גם כן, כדי להגדיל את רמת חום-מערכת ביולוגית-

CO2 כ-Freative Fluid in Enhanced Gether Systemsmal

מושג מתפתח הוא השימוש של FLT:0 (CO2 כמו נוזל העברת חום ב EGSIRLT:1, במקום מים. Super Critical CO2 (מעל 31 מעלות צלזיוס ו 7.4 MPa) יש תכונות יתרון: נטייה נמוכה, צפיפות גבוהה, ומאפיינים מצוינים של העברת חום יכול להשיג יעילות תרמית גבוהה יותר מאשר מערכות מבוסס מים, במיוחד פחמן דו-חמצני -2 ליטרים, כמו גם נוזל פחמן, 000, 000, 000 פחמן, 000 מגיבה, 000.

מודלים נומריים של FLT:0 (Los Alamos National LaboratoryFLT:1 ואחרים מציעים כי צמח CO2-EGS יכול למקם כמה מאות אלפי טונות של CO2 בשנה, תוך יצירת 10-50 MW של כוח.השבר הכלכלי אפילו דורש מחיר פחמן של 50- 100 דולר טון טון טון טון, אשר בתוך טווח של מדיניות עכשווית במספר תחומי שיפוט הם עדיין בגדר פוטנציאל לדגימות חשמל, אך עדיין מוגבל לדגימות חשמל, אך עדיין דורש מחיר פחמן של 50-2, אך עדיין דורש מחיר פחמן של מערכת חשמל חסכוני של 50-2, אך עדיין מוגבל של 50-100 דולר ל-32 דולר ל-32, אך עדיין דורש מחיר פחמן של מערכת חשמל, אך עדיין דורש מחיר פחמן של 50- 100 דולר ל- 100 דולר ל- 100 דולר ל- 100 דולר ל- 100 דולר ל- 100 דולר ל-32, אך עדיין, אך הוא עדיין, אך הוא בטווח של מערכת חשמל, אך עדיין, אך עדיין, אך הוא בטווח של מערכת חשמל, אך הוא עדיין, אך הוא עדיין, אך הוא בטווח של מערכת חשמל, אך הוא עדיין, אך הוא עדיין, אך הוא עדיין, אך הוא בטווח של מספר פיזור קבוע, אך הוא עדיין דורש מחיר פחמן של מספר פיזור קבוע, אך הוא עדיין, אך

היתרונות של אינטגרציה

הפריסה המשולבת של הנדסה גיאותרמית ולכידת פחמן מניבה יתרונות רבים כי אף טכנולוגיה לא יכולה להשיג לבד:

• אחסון CO2 של FLT:0 (Permanent CO2 עם סיכון דליפות אפס: FLT:1 מינרל פחמן היווצרות סלע תגובתי מספק הרבה יותר אחסון יציב מאשר אקוויפרים סלין קונבנציונלי, אשר מסתמכים על מלכודות מבניות.
• (FLT:0) שיפור ביצועי המאגר הגיאו-אתרמאליים: פיזור 1:1) , CO2 זריקת CO2 יכול לשפר את לחץ המאגר ואת העברת החום, להאריך את החיים פרודוקטיביים של שדות גאותרמיים.
• (FLT:0) ענישה אנרגיה עבור לכידת פחמן: גרף 1) חום גיאותרמל מסלק את העומס התרמי של ניוון מחוספס, ומאפשר לתחנות כוח מארחות לשמור על תפוקת נטו גבוהה יותר.
• (FLT:0)Baseload אנרגיה מתחדשת עם פליטות שליליות: ההרחבה 1 (IMOLT:1) אם נעשה שימוש באנרגיה ביולוגית, או אם DAC מושך CO2 מהאוויר, המערכת המשולבת יכולה לייצר חשמל תוך הסרת CO2 מהאווירה.
• (FLT:0) שימוש בתשתיות קיימות:FLT:1Girmal בארות, צינורות ומומחיות הזריקה ניתן למנף לאחסון פחמן, צמצום הצורך ביצירה חדשה לחלוטין.
• (FLT:0) גמישות: 1FLT 1 EGS ניתן לפתח במקומות רבים, לא רק נקודות חמות הידרותרמיות מסורתיות, הרחבת ההגעה הגיאוגרפית של אחסון פחמן.

יתרונות אלה תואמים את המטרות של אסטרטגיות אקלים לאומיות רבות המתקשרות להיקף מהיר של אנרגיה מתחדשת והסרת פחמן. מיזמים משולבים יכולים גם למשוך מימון מזרמים רבים: מכירות חשמל, אשראי פחמן ותמריצים מס כמו אשראי מס 45Q ארה"ב עבור פליטת פחמן.

פרויקטים ודוגמאות אמיתיות

כמה פרויקטים חלוצים ממחישים את היישום המעשי של מושגים אלה:

• (FLT:0)Carbfix (Iceland): ההרחבה 1 (כפי שצוין, הפרויקט הזה מזרקת CO2 לסלע בלסאלטי ליד צמח ה-Heisheidi Geothermal.מאז 2014, הוא מינרל יותר מ-100,000 טון CO2.החברה עלתה לאחרונה עם פרויקט מסוף Coda, במטרה לאחסן מיליוני טונות מדי שנה ממקורות תעשייתיים שנשלחו לאיסלנד.
• אתר הטייסים (גרמניה): FLT:0Ketzin Pilot Site (גרמניה): פרויקט מחקר שהזריק CO2 לתוך aline aquifer בעומקים עם טמפרטורות גבוהות (40-60 מעלות צלזיוס) בעוד לא מאגר גיאותרמאל, מחקרים שם הודיעו על הבנה תרמית של השפעות תרמיות על CO2 הגירה ותגובות מינרלים.
• (FLT:0) מחלקת הטכנולוגיות הגותרמיות של אנרגיה: FLT ( 1:1), DOE מימון מחקר לתוך CO2-EGS ומחסני פחמן בתצורות גיאותרמיות, כולל פרויקט FLT:2Geo-CarbonOVAFLT 3 בראשות אוניברסיטת טקסס.
• פרויקט FLT:0 (STIRBA): 1 טייס באמצעות CO2 כנוזל עבודה בלולאה גיאותרמית בקנה מידה קטן, המדגים את ייצור החשמל ואת המשקעים חלקיים.
• (FLT:0)Wallula Basalt Pilot (ארה"ב): הצצה 1:1 זרקה במימון DOE של 1,000 טון של CO2 לתוך היווצרותות ביסטלטית בוושינגטון כדי לבחון את שיעור המינרליזציה בעומק.

פרויקטים אלה, בעודם ניסיוניים או קטנים, מספקים נתונים של תפיסה שיכולה להנחות את המסחר.האתר של ה-FLT:0)Carbfix SiteFLT:1 מציע פרסומים טכניים נרחבים ותוצאות ניטור.

אתגרים לOvercome

למרות ההבטחה, שילוב של ג'ותרמאל ולכידת פחמן ניצב בפני מכשולים משמעותיים:

• עלויות:0 (העלות: ⁇ FLT:1) הן טכנולוגיות ג'ותרמיות ולכידת פחמן נותרות מערכות משולבות הון-רגישות.מחייבות השקעות ארוכות טווח ומסגרות מדיניות תומך (למשל, תמחור פחמן, זיכויי מס הייצור).
• (FLT:0) שימוש במים: ⁇ FLT:1 , מערכות גיאותרמיות רבות לצרוך כמויות משמעותיות של מים מתוקים לקירור והזרקה.שימוש ב- CO2 כנוזל עבודה יכול להפחית את הביקוש למים, אך CO2-EGS עצמו דורש כמויות גדולות של CO2, אשר עשוי להיות מיובא ממקורות לכידת.
• (FLT:0) מיצוי הפשיסטיות: פיזור 1 (FalveLT:1) הזרקת פלויד במאגרים עמוקים יכול לגרום לרעידות אדמה קטנות. בחירת אתר זהירות, ניהול לחץ, ניטור הם הכרחיים לשמירה על קבלה ציבורית.
• (FLT:0) התאמתו התאולוגי: FLT:1rea Carbonation דורש סוגים של רוק תגובתי (בסאלט, peridotite, נחשי) לא נוכח בכל מקום.בהגדרות אחרות, CO2 עשוי לא להניב מינרלים במהירות, הזנחה של גישות אחסון קונבנציונליות.
• מורכבות טכנולוגית:0 (FLT:1) ניהול זרם שתי נקודות של CO2 ומים, בעיות קורוזיה, והצורך בציוד הזרקת זמן רב מוסיף אתגרים הנדסיים.
• פרויקטים של FLT:0 regulatory וקבלה ציבורית: FLT:1 מיזמים CCS נתקלו בהתנגדות ציבורית באזורים מסוימים בשל חששות לגבי דליפות ובטיחות. Integrated Geothermal-CCS חייב לתקשר יתרונות ברורים ו ניטור חזק.

תוכניות מחקר ברחבי העולם מטפלות בנושאים אלה.לדוגמה, דוח העבודה של קבוצת העבודה של בית הספר השלישי, שלב 3,306FLT:1 מדגיש את מחסומים הפריסה ומציע כי שיתוף פעולה מעמיק ללמידה באמצעות ביצוע ושיתוף פעולה בינלאומי יכול להפחית את העלויות ב-30–50% בעשור הבא.

כיוונים עתידיים של Outlook ומחקר

במבט קדימה, הצומת של ג'ותרמאל ולכידת פחמן צפוי להיות בולט יותר כמו שני שדות בוגר.

• (FLT:0) חומרים מתקדמים לפחמן:FLT:1 תוספי קטליטיים או חלקיקים מהונדסים כדי להאיץ את שיעורי המינרליזציה של CO2, במיוחד סלעים פחות תגובתיים.
• (FLT:0) למידת האיור: כלים AI כדי לחזות רשתות שבר, תחבורה תגובתית ואסטרטגיות הזריקה אופטימליות בזמן אמת.
• (FLT:0) צמחי חשמל רבי-היברידיים: FLT:1 עיצובים שיכולים לעבור בין דור חשמל ולכידת פחמן בהתאם לביקוש לרשת ולמחירי פחמן.
• (FLT:0) לכידת אווירי משולב עם חום גיאותרמאל: אנדרל 1 (IQ) באמצעות חום גיאותרמאל כדי לחדש את הסורנטים DAC, עלול להשיג פליטות שליליות בעלות נמוכה יותר.
• (FLT:0) סטנדרטים ופרוטוקולים בינלאומיים: FLT:1ure חשבונאות עבור פחמן מאוחסן באמצעות מינרליזציה, כדי לאפשר אשראי תחת סעיף 6 של הסכם פריז ושווקים פחמן מרצון.

כמה סטארט-אפים ותחנות מחקר כבר רודפים את הדרכים האלה.ה-FLT:0 Global CCS Institutes InstituteveFLT:1 עוקב אחר פרויקטים ברחבי העולם ומציין עלייה במינרליזציה כפתרון אחסון קבוע.עם השקעה נאותה ורצון פוליטי, שילוב לכידת גיאוגרפי-פחמן-פחמן-פחמן יכול להגיע מפרויקטי טייס לצמחים מסחריים בתוך 10-15 שנים.

מסקנה

ההתכנסות של הנדסה גיאותרמית וטכנולוגיות לכידת פחמן מציעה מסלול ייחודי חזק לעבר אנרגיה נקייה וגם אחסון פחמן קבוע. על ידי מינוף החום של כדור הארץ ואת פעילות המינרל שלה, מערכות משולבות אלה יכולים לספק כוח מתחדש בסיס בעת הסרת CO2 מן המחזור התעשייתי לכידת פרויקטים מוקדמים כמו Carbfix הוכיחו את יכולת הצומת של מינרליזציה, בעוד מחקר לתוך CO2EGSmal ופותח פתרונות אקלים רב עוצמה, כמו פתרון יעיל יותר, כמו טיפול פסיכולוגי, עם יעילות גבוהה, עם יעילות גבוהה.