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Geothermie ohne Erdbeben
Ein Startup in Connecticut sagt, es habe eine Möglichkeit, die Reichweite verbesserter Geothermie zu verbessern, ohne die mit solchen Projekten verbundenen finanziellen oder geologischen Risiken.
Enhanced Geothermal Systems (EGS) stellen eine vielversprechende Quelle für saubere Stromerzeugung in Regionen dar, in denen die ideale Kombination aus unterirdischer Wärme, Wasser und Gesteinsdurchlässigkeit fehlt, die für konventionelle Geothermie erforderlich ist. Bei EGS müssen Entwickler jedoch in der Regel die erforderlichen Bedingungen schaffen. Dazu gehört das Aufbrechen von Festgestein, indem Flüssigkeiten mit hohem Druck in Bohrlöcher gepumpt werden.
Das Problem, das als induzierte Seismizität bezeichnet wird, führte im Jahr 2009 zur Annullierung von a Projekt in Basel, Schweiz , nachdem die Hochdruckspaltung des Gesteins rund um den Brunnen Hunderte von seismischen Ereignissen verursacht hatte, von denen einige groß genug waren, um Sachschäden zu verursachen. In Nordamerika, EGS-Entwickler AltaRock Energie wurde in eine ähnliche Kontroverse verwickelt.
Sie können seismische Ereignisse mit jeder Art von Frakturierung bekommen, sagte Herbert Einstein , Professor für Felsmechanik in der MIT-Abteilung für Bau- und Umweltingenieurwesen. Wenn Sie es in der Nähe einer Stadt tun, ist dies ein Problem.
GTherm , gegründet im Jahr 2008, hat einen Ansatz entwickelt, der ohne Frakturierung oder Wasserkühlung auskommt. Es verwendet eine Art Festkörper-Wärmetauscher – ein sogenanntes Wärmenest – am Boden von Brunnen. Das Nest entzieht dem umgebenden Gestein die Wärme effizienter mit Hilfe eines hochleitfähigen Mörtels, der den Wärmetauscher umhüllt.
Um Strom zu erzeugen, fließt Flüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf über die Länge des Bohrlochs und transportiert die Wärme vom Nest zurück an die Oberfläche, wo eine sekundäre Flüssigkeit in einem separaten geschlossenen Kreislauf in Gas umgewandelt wird, um eine Strom erzeugende Turbine anzutreiben. Um die Wärmerückgewinnung weiter zu verbessern und die Leistungsabgabe zu erhöhen, können vom vertikalen Hauptbohrloch aus dünne Bohrlöcher von etwa 30 m Länge gebohrt und mit wärmeleitendem Material ausgekleidet werden. Wir sind im Grunde eine Wärmepumpe auf Steroiden, sagt Michael Parrella, CEO und Gründer von GTherm.
Das Unternehmen hat die 3D-Modellierung abgeschlossen und führt mit dem Electric Power Research Institute (EPRI) eine frühe Validierung und kommerzielle Machbarkeitstests durch. Demonstrationsprojekte könnten bereits 2012 beginnen.
Luis Cerezo, technischer Leiter innerhalb des EPRI-Programms zur Erzeugung erneuerbarer Energien, sagt, dass es ein erhebliches Potenzial gibt, das Single-Well-Design von GTherm in Gebieten einzusetzen, die für die geothermische Entwicklung gesperrt waren. Wir blicken auf Tiefen von etwa fünf Kilometern mit Temperaturen im Bohrloch zwischen 250 °F und 300 °F, sagt Cerezo. Damit streben wir an, aus jeder Quelle ein Megawatt netto zu produzieren.
Ein Megawatt ist nicht viel, aber GTherm stellt sich ein verteilteres und skalierbareres Modell der geothermischen Erzeugung vor – von Installationen von wenigen Megawatt bis hin zu großen Bohrlochclustern mit einer Gesamtsumme von Hunderten von Megawatt.
Tausende erschöpfter Öl- und Gasquellen in den Vereinigten Staaten und Kanada sind laut Parrella die besten Kandidaten für die Erschließung. In diesen Bereichen sind bereits Temperaturdaten bekannt, wodurch die Explorationskosten deutlich gesenkt werden. Parrella ist überzeugt, dass GTherm sauberen Strom für weniger als 10 Cent pro Kilowattstunde liefern kann.
Der Ansatz sei definitiv von Vorteil, sagt Einstein. Er hinterfragt jedoch, ob GTherm das Risiko der Auslösung seismischer Ereignisse wirklich beseitigt hat. Der Mörtel muss eine viskose Flüssigkeit sein, bevor er aushärtet, daher sehe ich nicht ein, warum das Einbringen in den Brunnen keine ähnlichen (seismischen) Probleme verursachen würde. Sie müssen also zeigen, dass es tatsächlich funktioniert.