Dünya toplam enerji talebinin önemli bir payı için endüstriyel süreç ısı hesapları, ancak bu ısının çoğu, fosil yakıtlardan yakmaya devam ediyor. endüstriler karbonat etmeye ve enerji maliyetlerini dengelemeye yönelik baskıya maruz kalıyor, jeotermal enerji, güneş veya rüzgarın aksine, jeotermal ısının etrafındaki teknolojiler, zaten bu kaynak, gıda kurutmadan kimyasal sentezlere kadar uzanan süreçler için güvenilir bir termal tedarik sağlıyor.
Geoterm Enerjiyi Anlamak
Geotermal enerji, Dünya'nın kabuk altında depolanan ısıdan kaynaklanır. Bu ısı iki birincil kaynaktan gelir: Gezegenin oluşumuna ve uranyum, thorium ve potasyum gibi elementlerin sürekli ısıtılması, tipik olarak en kıta bölgelerindeki yaklaşık 25-30°C'ye göre değişir, jeotermal ısılar yerel jeolojiye bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir.
Geotermal kaynaklar genellikle sıcaklık ve entalpy tarafından sınıflandırılmaktadır:
- [Düzücük-ental kaynaklar[[Dönemli 100°C) - Uzay ısıtma, seralar ve düşük sıcaklık ısısı gerektiren bazı endüstriyel süreçler için uygun.
- [FONT:0]Medium-enthalpy kaynakları[[Dönemli kaynaklar[[Dönemli: 1 ) - Hem doğrudan ısı hem de ikili-dönüşüm gücü nesli için kullanılabilir.
- [FONT:0) Yüksek ental kaynaklar [[Dönetici: 1 ) (200 °C) - genellikle konvansiyonel jeotermal enerji üretimi için kullanılır, ancak aynı zamanda mineral işleme gibi endüstriler için yüksek sıcaklık proses ısısını tedarik edebilir.
Endüstriyel kullanıcılar için anahtar ayrım, jeotermal ısının elektrik için dönüşüm gerektirmemesidir - doğrudan sıcak su veya buhar olarak teslim edilebilir, enerji nesli ile ilişkili termodinamik kayıpları ortadan kaldırır ve doğrudan kullanım sistemlerinde% 90'ın üzerindeki genel ısı efficiliğini sağlar.
Geotermal Süreç Heat Systems Work Nasıl Çalışır?
Endüstriyel bir tesise jeotermal ısı vermek, ısıyı alt rezervuardan çıkarmak, işlem ortamına dönüştürmek ve sonra ya serinleştirilmiş sıvıyı veya çevresel düzenlemelere göre ayrıştırmak içerir. Özel yapılandırma, gerekli olan sıcaklığa bağlıdır, jeotermal sıvının kalitesine ve bitkiye bağlıdır.
Doğrudan Kullanım Doğrudan Kullanımı
En basit yöntem doğrudan kullanılır: jeotermal brine veya buhar, bir üretimden iyi bir ısı değişimi yapan bir enerjiyi temiz su döngüsüne transfer eder, bu da endüstriyel süreci besler. Bazı durumlarda, jeotermal sıvının kendisi doğrudan kimyasal kompozisyonuna enjekte edilebilir - örneğin, bazı yıkamalarda, blanching sistemleri temiz su döngüsünden kaçınır ve endüstriyel üretim maliyetlerini azaltır.
Heat Exchanger ve District Isıtma Yaklaşımları
Jeotermal sıvıdan daha yüksek sıcaklıklar gerektiren süreçler için doğal olarak, ısı pompaları sıcaklığı yükseltebilir. Yüksek sıcaklık endüstriyel ısı pompaları ilk talep edilen süreçler için 80°C, bazı elektrik girdilerini kullanarak, hala fosil yakıt yakmaya kıyasla önemli birincil enerji tasarruflarını sağlar. Aynı şekilde, jeotermal bölge ısıtma ağlarına hizmet eden yüksek sıcaklık ısı pompaları ilk talep edilen süreçler için ilk önce kullanılabilir ve daha düşük sıcaklık geri dönüş akışları, daha düşük sıcaklık geri dönüş akışları, bir su kültürü veya sera operasyonları için yeniden kullanılabilir.
Geliştirilmiş Geotermal Sistemler (EGS)
Jeotermal proses ısısı için en umut verici gelişmelerden biri, yeni oluşturulan rezervuar aracılığıyla dolaşıma girecek ve sonra doğal geçirgenlik ve su saturasyona ihtiyaç duyan bölgelerden EGS, sıcak, kuru kayaya enjekte ederek, yüksek basınçta su ısıtılır. Enerji Bakanlığı tarafından ısıtılır ve sonra yüzeye ısıyı elde etmek için desteklenmiştir.
Anahtar Endüstri Uygulamaları
Endüstriyel süreç ısısı, 30°C'den fazla balık yetiştiriciliği için 30°C'den fazla çelikleşme için çok rekabetçidir. Geoterm enerji düşük sıcaklık aralığında en rekabetçidir (50-250°C), bu da endüstriyel termal taleplerin önemli bir bölümünü kapsar.
Gıda ve İçecek İşleme
Gıda endüstrisi kuru meyve, sebze ve balık için ısı gerektirir; ve ABD'de, sterilizasyon, çamaşır ve yemek pişirmek.6.Dörtülü Teknoloji Ofisi, İzlanda, Yeni Zelanda ve Kenya gibi ülkelerde meyve, sebze ve balıkların susmasını talep eder; ve süt işlemesini geçmiş olarak, ABD'de, jeotermal enerji kaynaklarına göre, jeotermal bir ısının temel yüküdür.
Pulp ve Paper Manufacturing
Kağıt değirmenleri, kağıt çarşafları kurutmak ve gıda torbaları için muazzam miktarda termal enerji tüketmektedir.Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı tarafından yapılan bir çalışma, Pasifik'in kuzey ve Orta Amerika'nın tüm ısılarını kapsayan bir değirmenin ısısını, bu eşiğin altındaki ısıyı kapsayan bir fabrikanın ısıtımı kapsamaktadır.
Kimyasal ve Petrokimya Üretimi
Kimyasal üretim süreçleri, buharlaşma ve kimyasal reaksiyon ısıtma gibi süreçler genellikle 100 °C ve 200 °C arasında sıcaklık gerektirir, bu da genel ekonomiyi geliştiren bir üretim fırsatı sağlayabilir.
Mineral İşleme
Altın ve bakır için ıssızlığa sahip olduğu gibi, çimento üretimi presettür ve diatomaceous dünya kurutması jeotermal ısı ile servis edilebilir. Nevada'da, birkaç altın madeni, jantaj proseslerine jantaj ısı dahil edilmiştir, dizel tüketimi için, precalciner ve ham malzeme kurutma adımları 100-20C'de çalışır, bir sıcaklık orta en uygun şekilde orta derecede jeotermal kaynaklara sahiptir.
Tekstil ve Deri Endüstrileri
Kurun, boyanır ve tekstillerin sonu önemli sıcak su ve buhar gerektirir - tipik olarak 80-130°C. Geoterm ısı, bu enerji yoğun sektörlerde kömür veya gaz kaynaklı sulara temiz bir alternatif sunar, özellikle de Endonezya, Filipinler ve Türkiye gibi ülkelerde, hem jeotermal potansiyel hem de tekstil üretimi önemli.
Geotermal Süreç Heat'in Avantajları
Jeotermal endüstriyel ısı durumu basit emisyon azaltımının ötesine geçen birkaç etkileyici avantaja sahiptir.
- [FONT:0) Sürekli temel yük tedariki: [Dönetici: 1) Geoterm kaynakları saat boyunca çalışır, kapasite faktörlerini iyi yönetilen alanlarda% 90'ı aşan kapasite faktörleri ile çalışır.Bu güvenilirlik, iç içe olmayan ısı tedarikine tahammül edemeyen endüstriler için kritiktir.
- [FONT:0) Yakıt fiyat dalgalanmasından kaynaklanan kesintiler: Bir zamanlar jeotermal iyi bir şekilde gerçekleştirilir ve inşa edilen yüzey bitkisi, “yakıtlı” (Dünyadan ısı) aslında ücretsiz olarak çalışır. İşletim maliyetleri bakım ve pompalanma gücü tarafından yönetilir, bu da petrolden çok daha öngörülebilir, gaz veya kömür fiyatlarıdır.
- [FONT:0) Düşük karbon ayak izi:[Dönemli CO2:0) Düşük karbon ayak izi:[Dönemli ısı yayılabilir CO2 – sadece rezervuardan serbest kalan küçük miktarlar.
- [0]Küçük fiziksel ayak izi: [DüzgÜT:1] Bir jeotermal iyi ped, onlarca MW'lık bir tesis için sadece birkaç hektar kaplar. Güneş ısı alanları veya biyoküt tedarik zincirleri ile karşılaştırıldığında, arazi kullanımı en az.
- [FONT:0]Cojenerasyon fırsatları:[[Dönetici:[Dönetici:0) Birçok jeotermal tesisatı elektrik üretir ve sonra endüstriyel süreçler veya bölge ısıtma için daha düşük ısı atık ısısını kullanır, her iyi değerini maksimize eder.
- [FONT:0) Enerji bağımsızlığı için destek: [Dönetici: 1) ithal fosil yakıtlara güvenen ülkeler, iç jeotermal kaynakları geliştirerek ticaret dengesini ve enerji güvenliğini geliştirebilirler.
Meydanlar ve Riskler
Açık faydalara rağmen, jeotermal endüstriyel ısı, olağanüstü kaynak kalitesi ile bölgelere kabulünü sınırlı olan birkaç engelle karşı karşıyadır.
Yüksek Upfront Capital Costs
Tek bir jeotermal iyi delmek 2-8 milyon dolara mal olabilir ve bir endüstriyel tesise hizmet eden tipik doğrudan kullanım sistemi iki ila beş iyi artı yüzey ekipmanına ihtiyaç duyabilir. Keşif riskleri - iyi bir sıcaklık veya permeability bulamayacağı olasılığı - tamamen geliştirici tarafından doğar.
Kaynak Konum
Yüksek kaliteli jeotermal kaynaklar, tectonik olarak aktif bölgelerde yoğunlaşıyor: Yangının yüzüğü, Doğu Afrika Rift, İzlanda ve kıta plaka sınırları boyunca alanları giderek daha düşük doğal gradyanlarla bölgelere ekonomik olarak erişilebilir jeotermal ısı haritası.
Su Kullanımı ve Akışkanlar Kimya
Geotermal brines genellikle çözülmemiş mineraller (silica, kalsiyum, ağır metaller) içerir ve borularda ölçeklendirme ve korozyona ve ısı değiştiricilere karşı korunmaya yardımcı olur. Bu kimyasal zorlukların yönetimi dikkatli malzeme seçimi, periyodik temizlik gerektirir ve bazı durumlarda, sıvı tedavi daha önce su-skarce bölgelerindedir ve su tasarrufuna ihtiyaç vardır.
İndük Seismicity
EGS projeleri, özellikle, indüklenen sismiklik konusunda kamu endişeleriyle karşı karşıya kaldı - hidrolik fracturing of hot rock tarafından tetiklenen küçük depremler. Bu tür olayların çoğu yerel topluluklarla ilgili dikkatli izleme ve etkileşim gerektirirken, raporlanmış sismiklik yönetimi için yapılan protokoller geliştiriliyor ve rafine edildi, ancak konu bir düzenleyici ve kamu algı engeli olmaya devam ediyor.
Teknik Eşleşme
Endüstriyel süreçler belirli sıcaklıklar, basınçlar ve akış oranlarına ihtiyaç duyar. Doğal gaz kazanı yerine jeotermal ısıyı kullanmak için mevcut bir bitkiyi optimize etmek, ısı değiştiricileri, kontrol sistemleri ve borulamaları önemli ölçüde yeniden yapılandırılabilir. Yeni inşa bitkileri, jeotermal zengin bölgelerden jeotermal entegrasyon için tasarlanmıştır.
Future Outlook ve Gelişen Kalkınmalar
Jeotermal endüstriyel ısının görünümü, önümüzdeki on yıl boyunca daha geniş bir dağıtım için teknoloji geliştirmeleri ve politika ivmesi sayesinde önemli ölçüde aydınlatılmıştır.
Gelişmiş sondaj Teknolojisi Teknolojisi Teknolojisi
Modern sondaj yöntemleri - yönsel sondaj, yüksek sıcaklık parçaları ve iyi çimentolu - derin jeotermal rezervuarlara ulaşma maliyetini azaltır. ABD Enerji Bölümü'nün [[DÖdevretim analizi) devam eden R&D ve ölçek ekonomileri ile, jeotermal doğrudan kullanım kapasitesinin 2050 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde sadece on katlanarak büyüyebileceğini tahmin eder.
Hybrid Systems
Güneş termal koleksiyoncularla jeotermal ısıyı birleştirmek, biyokütle kazanları veya endüstriyel ısı pompaları, sıcaklık boşluklarını doldurabilir ve ek esneklik sunabilir. 120°C'de temel yük ısısını sağlamak için jeotermal bir sistem kullanabilir, sonra üst düzey talep sırasında 200 °C'ye kadar üstlenir.
Politika Desteği ve Karbon Fiyatlandırma
Daha fazla yetkiye sahip olduğu gibi, CO2'nin ön maliyeti giderek daha rekabetçi hale gelir. Avrupa Birliği'nin Emisyon Ticaret Sistemi, örneğin, ekonomiyi orta sıcaklık ısısı için karadan çıkarma konusunda üst düzeylere doğru yönlendirebilecek fiyatlar. Benzer şekilde, ABD'deki Inflasyon Azaltma Yasası, hem güç hem de doğrudan kullanım sistemleri için geçerli olan jeotermal mülk için bir teknoloji-neutral% 30 yatırım vergisi kredisi içeriyor.
Global Resource Potansiyel
Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı[[Dönetici:0) göre, dünyanın erişilebilir jeotermal kaynağı üssü, birçok bölge için doğrudan kullanım sanayi enerjilerini sağlamak için yeterince ısıya ihtiyaç duyuyor.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Geotermal enerji, kömür üretimine giden bir firma ve maliyet-dönüşüm kaynağı, doğrudan endüstride yakılan fosil yakıtların büyük bir kısmını endüstride değiştirebilecek olan, kömürün işlenmesine yönelik olarak, kömürün işlenmesine yönelik olarak, kömürün ısıtılması için daha fazla maliyetle karşı karşıya kaldığı bir seçenek haline geldi.