GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

Иновативна геотермална централа е 10 пъти по-ефективна от конвенционалните

December 21, 2013

Geothermal_Energy_Enhancing_Our_Future_137355807_thumbnail

В процес на разработване е нов тип геотермална електроцентрала с използване на отпаден въглероден диоксид като средство за увеличаване на генериращите мощности поне десетократно в сравнение с конвенционалните геотермални електроцентрали. Технологиите за реализиране на този нов дизайн вече съществуват и се използват в различни индустрии, така че изследователския екип е изключително оптимистичен за възможностите по този начин да се разшири географията на добива на електроенергия от геотермални източници.

Новата геотермална централа наподобява кръстоска между типична такава и Големия Адронен Колайдер: Тя се състои от серии концентрични кръгове в хоризонтални сондажи под земята. В тези пръстени циркулират отделно CO2, азот и вода и извеждат топлината на повърхността, където тя се използва за завъртане на конвенционални турбини за производство на електричество.

„Обичайните геотермални централи използват топлата вода дълбоко в земните недра, за да извлекат топлина за генериране на електричество и след това връщат охладената вода обратно. В новата централа водата е частично заменена с въглероден диоксид, друг флуид или комбинация от флуиди“ – обяснява съавтора на изследването Jeffrey Bielicki, асистент професор по енергийни политики в Department of Civil, Environmental and Geodetic Engineering и John Glenn School of Public Affairs към The Ohio State University. “ CO2 извлича топлината по-ефективно от водата.“

Този подход – да се използват концентрични пръстени, в които циркулират различни флуиди – надгражда първоначланта идея да се използва CO2, която е разработена от Martin Saar и негови колеги в University of Minnesota, и е поне два пъти по-ефективен от традиционната геотермална технология съгласно компютърните симулации.

„Когато започнахме да работим по идеята да се използва CO2 в производсттвото на геотермална енергия, първоначално искахме да направим съхранението на CO2 евтино, като същевременно подобрим геотермалната технология.“ – казва Jimmy Randolph, докторант в Department of Earth Sciences към University of Minnesota.

Настоящият  изследователски екип включва университетите на Ohio и Minnesota и Lawrence Livermore National Laboratory, където геофизикът  Tom Buscheck предлага идеята да се добави и азот към микса.

Той и колегите му вярват, че получения микс от флуиди ще направят възможно геотермалните централи да съхраняват енергия – вероятно стотици гигават/часа – в продължение на дни, даже на месеци, така че тя да се ползва в моментите на пиково натоварване на мрежата. Под земята ще се съхранява горещ, компресиран CO2 и азот, и ще се изполват при появата на необходимост от допълнителна енергия. Така ще може да се съхранява излишната енергия в моментите на минимално търсене или при свръхпроизводство на енергия от ВЕИ.

„Това, което прави идеята революционна е, че ще можем да доставяме възобновима енергия на потребителите, когато е необходима, а не само когато „духа вятър“ или при пролетното пълноводие.“ – обяснява Buscheck.

В компютърни симулации система от концентрични пръстени с ширина над 16 километра, поставени в хоризонтални сондажи на дълбочина около 5 километра под земята, произвежда половин гигават електрическа енергия – за сравнение това е мощност, равна на една средна по размер топлоцентрала на въглища или 1/2 от мощността на един ядрен реактор) и 10 пъти повече от традиционните геотермални централи със средно 38 мегавата мощност.

Симулациите показват също, че подобна централа може да улови около 15 милиона тона въглероден диоксид годишно и да предотврати изхвърлянето му в атмосферата, което е приблизително равно на емисиите на три средно големи топлоцентрали.

Bielicki отбелязва и възможността за разширяване на използването на геотермалната енергия като география. В Съединените щати в момента повечето геотермални централи са изградени в Калифорния и Невада, където топлите минерални води са на сравнително малка дълбочина. Но новата централа е толкова по-ефективна и по отношение на съхранението на енергия, и по отношение на извличане на топлина, така че може да се използва на далеч „по-скромни“ места.

Друго предимство: Геотермалната централа може да се „върже“ за съществуваща топлоцентрала като голям източник на CO2, най-вероятно с тръбопровод.

Buscheck добавя, че изследването показва, че подобна централа може да работи ефективно със или без въглероден диоксид, като пилотна централа може да се направи първоначално само с инжектиране на азот, за да се докаже икономическата ефективност от използването на CO2. Екипът в момента прави по-задълбочени компютърни симулации и икономически анализи за конкретни локации в Съединените щати.

Този проект е отчасти необичаен поради една друга негова особеност – докато се детайлизира идеята, инженерите привличат Shannon Gilley от магистърската програма по изящни изкуства към Minneapolis College of Art and Design. Bielicki си партнира с Gilley повече от година за създаването на компютърно анимирано видео – „Geothermal Energy: Enhancing our Future.“ Част от задачата на Gilley е да обясни достъпно климатичните промени, съхранението на въглероден диоксид и геотермалната енергия на широката публика.

„При разработване на нашата концепция и представянето и пред публика ние тествахме как учени, инженери, дизайнери, икономисти и художници могат да работят съвместно“. – казва Bielicki.

По материали от: phys.org

Био на автора: Севдалина Пеева:
Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят.
Теми: въглероден диоксид, възобновяема енергия, геотермална енергия, енергия от ВЕИ, парникови газове, съхранение на СО2, чиста енергия

  1. PYMEH
    29 Dec 13
    6:54 pm

    Само малък проблем има, да се направи „система от концентрични пръстени с ширина над 16 километра, поставени в хоризонтални сондажи на дълбочина около 5 километра под земята“. Ето какво се получава като „учени, инженери, дизайнери, икономисти и художници могат да работят съвместно“. Едно голямо НИЩО.

  2. Tonchev
    29 Dec 13
    10:20 pm

    Да – засега изглежда, че има твърде много причини, казаното в статията да не се случи скоро.
    Още повече, че всички сегашни климатици и хладилници са с термопомпи, а пък топлината в помещенията може да се задържа с евтини и достъпни средства

    Например така
    http://solextra.net/bg/passive-homes/fast-return/fast-return-of-investment/

  3. Djigit
    02 Jan 14
    3:35 am

    И на мен не ми вдъхва доверие … Освен споменатото по- горе, интересно как като произвежда 2 пъти повече енергия, става 10 пъти по- ефективна и как като системата е от затворен тип ще може да улавя тези 15млн тона CO2 годишно.

  4. хидко
    02 Jan 14
    1:42 pm

    Защо толкова голяма ширина? Никъде не е споменато каква ширина трябва да са пръстените. Така или иначе има съществуващи геотермални електростанции. Проблемът е чисто технически, да се направят подобни с СО2. Напълно реализируеми са. По-ефективни ще са, защото СО2 е по-бързоподвижно, има по-ниска температура на изпаряване и съответно по-лесноосъществимо на по-малка дълбочина. Всички тези по – та, комбинирано правят общия ефект по-голям отколкото, ако се ползва вода за същите цели. Надали ще може да се измисли технология, която да хваща на 100% всичкия СО2, но дори и на 90% да е – това решава всичките ни проблеми в момента. А технологиите за пестене и по-ефективно използване на енергия – как пречат и защо трябва да бъдат предпочитани, след като могат да се използват заедно и ефектът да е още по-добър? Така че, напълно осъществима идея. Надявам се в скоро време да се реализира някъде по белия свят, а защо не и тук, след като ние имаме предпоставки достатъчно с нашите топли минерални извори, които сочат наличие на сравнително малка дълбочина на големи залежи от прегрята вода и пара в джобове под земята.

  5. Tonchev
    03 Jan 14
    10:14 pm

    Най-простият и подходящ начин да ни отърват от въглеродния диокид е просто да не се произвежда в горивните инсталации, вместо да се чудят как да го неутрализират

    Най-евтината и 100 % екологична енергия идва от безплатните неспирни водни течения в реките, моретата и океаните.

    Примерно с хидрокинетични турбини така

    http://www.youtube.com/watch?v=4dc7Qpbe21s

  6. PYMEH
    11 Jan 14
    6:38 pm

    Няколко скандинавски страни вече са разбрали, че геотермалната енергия не е неизчепаема. Както преди сме мислили и за други „неизчерпаеми“.

  7. хидко
    12 Jan 14
    11:24 am

    Всъщност, геотермалната енергия Е неизчерпаема. Решението се състои в обратното захранване на подземните водни и парни резервоари с допълнителна вода или какъвто агент се използва, от повърхността. Така, ще се компенсира черпенето от натрупаната пара, а мантията на земята няма скоро да изстине.
    Ползването на хидроелектроцентрали е добро, но малко ме притеснява нарушаването на средата покрай подобни устройства. Имайки предвид, че за да се постигне значим ефект трябва да се построят хиляди подобни устройства, по-скоро съм скептичен.

  8. Tonchev
    12 Jan 14
    4:21 pm

    Масовото използване, на така наречената гео термална енергия, е фактически използване на топлината в най-повърхностния почвен слой – не повече от няколко метра дълбочина. В този слой топлината е неизчерпаема, защото, там, в повечето случаи топлина идва от слънцето, а само се задържа от почвата. Затова се смята за неизчерпаема, поне докато слънцето грее все така. А едно ефективно комбинирано практическо използване може да стане и с един моите патенти
    http://b2b.bg/65691.pdf

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>