Vaka Çalışması: Kaliforniya'daki Gelişmiş Geoterm Sistemlerin Başarılı Uygulaması

Geliştirilmiş Geotermal Sistemlere Giriş

Gelişmiş Geoterm sistemleri, jeotermal enerji teknolojisinde dönüştürücü bir sıçramayı temsil eder. Doğal olarak hidroelektrik rezervuarları meydana getiren geleneksel jeotermal enerji santrallerinin aksine - sıcak su ve buhar, permeable kaya oluşumlarında sıkışıp kalır -EGS, elektrik şebekelerinden enerji geri çekilme ve yenilenebilir enerji tasarrufu sağlar.

Temel ilke basit: Sıcak, kuru bir kayaya iyiler (tipik olarak 2-5 km derinlikte ısılar 150 °C'yi aştı), rezervuar basınçlarını ve üretimi korumak için yüksek basınçlı su enjekte eder. EGS teknolojisi, yeni oluşturulan rezervuarda önemli gelişmelerle birlikte, sondajda önemli ilerlemeler ile, rezervuar karakterizasyonu ve elektrik üretmek için iyiler sağlar.

Kaliforniya EGS Projesi: Bir Öncül Şeytanlar

2021 yılında başlatılan Kaliforniya EGS projesi, daha derin, sıcak ve sıkı kaya formlarını kanıtlayan bir projeydi. Proje, Imperial Valley'de bulunan ve tüm yeni bir yenilenebilir enerji paradigmasını hedeflemişti.

Proje Arka Plan ve Hedefler

İlk hedefler, yapay olarak uyarlanmış bir rezervuardan sürekli olarak enerji üretimi göstermek, EGS elektrik seviyesinin azaltılması ve site seçimi, iyi tasarım ve rezervuar yönetimi için en iyi uygulamaları geliştirmekti. İkinci hedefler, ortaya çıkan sismiklik ve halk kabul tekniklerini güvenli, düşük enerji kaynağı olarak geliştirmek için kullanılan bir proje. Site, en az beş yıl boyunca süren termal gradient ölçümler dahil olmak üzere kapsamlı jeolojik anketlere dayanıyordu.

Anahtar Teknolojileri ve Yöntemleri

Kaliforniya EGS projesi, projenin başarısı için her kritik bir teknoloji paketini kullandı. Bu teknolojiler siteye özgü koşullara uygun test ve adaptasyon yoluyla geliştirildi.

Derin delme ve Well Design

İki derin iyi, en büyük üretim hattı için yüksek sıcaklıklı malzemeler dahil olmak üzere, yüksek ısı geçişi için dikey olarak tasarlanmıştı.En yüksek ısı değişimi için en yüksek oranda kullanılan, yüksek ısı dağıtımlı robotlar için yüksek ısı geçişi için, gelecekteki EGS dağıtımlarında gelişmiş delme verimliliğine ihtiyaç duyuldu.

Hidrolik Stimulation and Reservoir Creation

EGS teknolojisinin temeli hidrolik uyarıdır - yoğun olarak, yakınlardaki izleme iyileri ve yüzeyde kullanılan mikrozorlu diziler ile kontrol edilir.Fracture büyümesi, operatörlerin istenen rezervuar enjeksiyon hızlarını ve hacimlerini en kısa sürede ayarlamasına izin verdi.

Heat Ekstraksiyon ve Güç Nesil

Rezerv oluşturulduktan sonra, üretim iyileri atmosfere serbest bırakılmadığından ve rezervuar basıncının iyileştirilmesi için ikincil bir çalışma sıvısı kullanır - EGS'nin temel güvenilirliğini ortaya çıkarmak için 180-20 °C'nin kapalı-loop sistemi, ölçeklendirme ve korozyona karşı gelişmiş malzemelerle güçlendirildi.

Başarılar ve Çıktılar

Kaliforniya EGS projesi, EGS'nin güvenilir, güvenli ve giderek artan maliyetle rekabete dayalı yenilenebilir enerji kaynağı olabileceğinin birçok kısmını aştı.

Power Generation ve Grid Contribution

2022 ve 2024 arasında, proje sürekli olarak 20-25 MW elektrik üretmiştir, toplu bir çıkış 400 GWh'yi aştı. Bu güç Kaliforniya Bağımsız Sistem Operatör (CAISO) ağına, devletin yenilenebilir portföy standardına katkıda bulunmak, işlemsel performans sağlamdı, işlenmemiş kesinti süresine göre daha az% 5'ten az bir süre ile sınırlıydı.Bu güç, ilk rolü 30 yıl boyunca toplam 7 milyar dolarlık bir proje için etkin bir şekilde yanıt verdi.

Teknolojik Refinler ve Maliyetleri Azalt

Belki de Kaliforniya projesinden en değerli sonuç, daha sonraki nesil EGS tasarımı hakkında bilgi sahibi olan operasyonel elmasların (PDC) biraz ve yüksek sıcaklık çamurlu motorların kullanılması sayesinde, bu performansa göre yaklaşık olarak 1,9 $ değerindeki artışlar ve 2 °C ile yapılan bir sonraki performansa göre, daha iyi performans gösteren bir şekilde, daha iyi bir şekilde yapılan deneylerin geliştirilmesi.

Meydanlar ve Riskler

Başarılarına rağmen, Kaliforniya EGS projesi karşı karşıya kaldı - ve büyük ölçüde aşırılık - Jeotermal sistemlere bağlı olarak çalışan önemli teknik ve sosyal zorluklar belirledi.

Seismicity: İzleme ve Yönetim

Hidrolik uyarı kaçınılmaz olarak, mikro çevrelemeleri kaya kırıkları ve kaymaları olarak üretir. Kaliforniya projesinde, en büyük indüklenmiş sismik olay 50 yüzey istasyonu ve 15 delikli geophones - ilk uyarı aşamasında, bu da yerel olarak hissedilen olayları zor trafik ışığı olmayan bir protokole neden oldu.Proje ekibi, deprem olaylarının aşıldığı gibi, Mw 3.5. Gelişmiş sismik izleme - 50 yüzey istasyonu ve 15 delikli geophones - en iyi sonuçlar elde etti.

Yüksek Upfront Capital Costs

Toplam proje yatırımı, %65 milyon dolar aştı ve bu da sondaj ve uyarıya yönlendirildi.Böyle yüksek sermaye yoğunluğu yaygın EGS kabulüne birincil engel olmaya devam ediyor.Bunu ele almak için, proje DOE'nin Geoterm Teknolojileri Ofisi ve California'nın Temiz Enerji Araştırma Fonu'ndan yararlandı. Ek olarak, yenilikçi finansman modelleri -örneğin jeotermal kaynak riski ve kamuya mal olan maliyetle - araştırılıyor. AurFLT:0) Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı) analiz, 100 MW tesisine ölçeklendirme EGS dağıtımını % 30-40 oranında azaltabilecektir.

180 $ 'ın ilk LCOE'si, bazı piyasalarda toptan elektrik fiyatlarının yüksek olmasıyla birlikte, EGS'nin lehine ekonomiyi yükselten birkaç faktör daha hızlı bir şekilde azaltılır: EGS, yüklenebilir temel yük gücü,% 90'yi aşan bir kapasiteye sahiptir.()Lack- al.

Ulusal olarak, ABD Enerji Bakanlığı'nın [FONTDÖNDERSİ] [FONTDÖNDERSİ 1] inisiyatifi, Kaliforniya'nın öğrenme ajansına (CFONT) kıyasla yaklaşık 100 GWT yük potansiyeli açığa çıkardı ve Avustralya'da, Utah ve Oregon'da, Kaliforniya'da, Kaliforniya'da bulunan ve uluslararası alanda yaklaşık 45 / MWh'ye ().