Geotermal güç, Dünya'nın ısısını elektrik üretmek için kullanan sürdürülebilir bir enerji kaynağıdır, özellikle de jeotermal kaynakların fosil yakıtlara düşük maliyetli bir alternatif sunuyor. Ancak, geleneksel jeotermal enerji santralleri - özellikle konvansiyonel flaş veya kuru buhar döngüleri kullananlar - genellikle su tasarrufu ve diğer süreçler için önemli miktarda su gerektirir. Bu bağımlılık özellikle de su tasarrufuyla ilgili endişeler ortaya çıkarır.

Su Kullanımının Zorlukları Geoterm Power

Konvansiyonel jeotermal bitkiler genellikle soğutma için büyük miktarda suya bağlıdır, bu da yerel su kaynaklarını, özellikle de batı Birleşik Devletleri, Doğu Afrika ve Güneydoğu Asya'nın bölgeleri gibi Koridorların yaklaşık 50 MW jeotermal flaş bitkisi, ıslak soğutma kuleleri kullanarak, su tüketiminin 3.5 ± 0.9 m3 MW -1 h-1 su kirliliğine yol açabilir, çünkü özellikle de ABD Enerji Bakanlığı'na göre.

Su Azaltılması için Yenilikçi Yaklaşımlar

1. Kuru Soğutma Teknolojileri Teknolojileri

Kuru soğutma sistemleri, buharı, önemli ölçüde azaltmak için su kullanmak yerine hava kullanıyor - veya bazı durumlarda ortadan kaldırılıyor - su tüketimi. İki birincil tip var: hava soğutmalı Kondükler (ACC) ve kuru soğutma kuleleri ile birlikte, sıcak hava sıcaklıklarında daha az verimli hale gelir, çünkü kuru ve ıslak fazları azaltırken, su tasarrufu sağlar.

2. Prodüksiyon Akışkanlarının Yeniden İncelenmesi

Birçok jeotermal bitki şimdi rezervuar içine serinlenmiş jeotermal sıvıları geri geri getiriyor, dış kaynaklardan gelen su geri çekilmesi veya permeability sorunlarının iyileştirilmesi için yenilikçi reinksiyon tekniklerinin yalnızca eğimli basıncın korunmasına yardımcı oluyor, kaynak ömrünü önlemek için sıvıları uzatıyor ve akıllı hataların% 90'ını optimize etmek için iyi teknolojilere izin veriyor. Örneğin, Kaliforniya'daki federal atıkların tekrarlanması için tedavi edilen arazinin yenilenmesi ve iyileştirilmesine yardımcı oluyor.

3.Potable Su Kaynaklarının Kullanımı

Bölgede tedavi edilen su, su, su ve gaz operasyonlarından su üretmek veya su tasarrufu sağlamak gibi, Nevada'daki su kaynaklarını önemli ölçüde azaltmak için kuzeydeki su bölgelerinin taleplerini azaltmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri'nde, Enerji'nin Geopotansiyel Teknolojileri Ofisi, soğutma için yeniden talep edilen su kullanan birkaç proje finanse etmiştir.

4. Gelişmiş İkili Çevrim ve Süperktik CO2 Sistemleri

İkincil çalışma sıvısı (örneğin, su verimliliğine karşı) daha düşük bir sıvı ile karşılaştırıldığında, zaten kapalı optik sistemler için çalışan sıvı ile kapalı döngülerde çalışır. ancak, gelişmiş ikili tasarımları, buharlı veya kombine ısı ve güç (CHP) genel su verimliliği artırmak için daha verimli bir şekilde ısıtılabilir.

5. Geliştirilmiş Geotermal Sistemler (EGS) ve Fracturing Teknikleri

EGS genellikle, sıvı CO2 veya azot köpük kullanarak - su yoğunluğunu azaltın. Örneğin, ABD DGE'nin Utah FORGE projesi, kırıklık aşamasındaki toplam su kullanımını en aza indirmek için bir araya gelir. Ek olarak, döngüsel basınçlar ve ısı uyarı teknikleri gibi, yüksek su basıncında 5,9 olarak kullanılabilirlik sağlayabilir.

Future Yol ve Araştırma

Devam eden araştırmalar kuru soğutma verimliliğini geliştirmeye, daha iyi reinjeksiyon tekniklerini geliştirmeye ve alternatif su kaynaklarını keşfetmeye odaklanır. Gelişmiş malzemeler gibi yenilikler (örneğin, aerogel bazlı yalıtımlar, su yakalama için metal-organik çerçeveler), makine öğrenimi ile dijital izleme ve bir sonraki nesil jeotermal sistemler, su kullanımını optimize etmeye ve çevresel etkileri azaltmaya yardımcı olur.

Geliştirilmiş Kuru Soğutma Verimliliği

Araştırma, iki basınç sistemleri ile kuru soğutma performansını artırmayı hedefliyor, minimum su kullanırken daha fazla yıllık enerji çıktısını finanse etti.Sing's Advanced Kuru Soğutma inisiyatifi, minimum su kullanırken% 30 daha fazla yıllık enerji çıktısını finanse etti.

Dijital İzleme ve AI-Based Optimizasyon

İnternetten gelen sensörleri AI algoritmaları ile entegre etmek, rezervuar koşullarını, sıvı kimyayı ve soğutma verimliliğini tahmin edebilir. Örneğin, Hornsby rezervuar izleme sistemi, Geysers'deki bu tür dijital ikizleri, üretimleri bozmadan su tasarrufu sağlamak için fiber optik dağıtılmış sıcaklık algılamasını kullanır.

Gelişmiş malzemeler ve Geokimya

Yeni büyücüler ve membran teknolojileri jeotermal buhar veya egzoz gazlarından su alabilir. Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar, yüksek sıcaklıklarda buharı atabilecek termozoratif polimerler geliştirdiler, potansiyel olarak% 90'a kadar su tasarrufu sağlar.

Tamamlayıcı Yaklaşımlar

Başka bir umut verici avenue, ek enerji girişi olmadan, doğrudan kullanım için fazla jeotermal ısı kullanarak, çalışan sıvıyı soğutmak için bir pilot elde etti.

Kuru ve hibrit soğutmayı birleştirerek, gelişmiş reinjeksiyon, susuz olmayan alanlardan yararlanın ve sCO2 sistemleri gibi gelişen teknolojilerle, jeotermal endüstrisi, yalnızca küresel yenilenebilir enerji karışımının temel taşı haline gelmemektedir.