211service.com
Fracking for geotermisk varme i stedet for gas
Brugen af hydraulisk frakturering har åbnet store nye reserver af naturgas. Nu høj sten , en startup baseret i Seattle, udvikler teknologi, der måske gør det samme for geotermiske ressourcer, og gør en marginal strømkilde til en vigtig kilde til kulstoffri elektricitet og varme i USA.
Rock på: En geotermisk brønd ved Newberry Volcano i Oregon, hvor ny stenbrudsteknologi blev testet.
Tidligere i år nær Newberry Volcano i Oregon demonstrerede Alta Rock en vigtig del af denne teknologi, en proces, der ligner fracking. Ligesom fracking involverer pumpning af højtryksvæske ind i underjordiske skiferformationer for at låse op for naturgas og olie, der er blevet fanget der, kan den nye teknologi låse op for varme, der er fanget dybt under jorden. I modsætning til sol- og vindkraft ville den varme være tilgængelig døgnet rundt og i al slags vejr.
Geotermiske kraftværker leverer nu en lille brøkdel af verdens energibehov - i USA, en af verdens største producenter af geotermisk energi, er den samlede geotermiske kapacitet omkring 1 procent af landets kulkraftkapacitet.
Hovedproblemet er, at konventionelle geotermiske anlæg er afhængige af en sjælden kombination af geologiske træk. Varm sten skal ledsages af store mængder varmt vand eller damp, der let kan pumpes til overfladen, hvor det ville drive dampturbiner til at generere elektricitet. Stenformationen skal være porøs nok til, at vandet kontinuerligt kan recirkuleres og genopvarmes for at holde et kraftværk kørende. (Geotermiske pumper bruges nogle gange til at opvarme og køle hjem, men disse er utilstrækkelige til at generere elektricitet, fordi de arbejder ved meget lavere temperaturer.)
Selvom sådanne formationer er sjældne, er mængden af varme under jorden faktisk enorm (se Abundant Power from Universal Geothermal Energy). Der er nok varme fanget under USA inden for boreafstand (så dybt som 10 kilometer) til at levere dets energibehov i tusinder af år. AltaRock er en af flere virksomheder, der forsøger at finde ud af, hvordan man får adgang til mere af den varme (se Cracking Rock for at få mere fra geotermiske felter og Brug af CO2 til at udvinde geotermisk energi).
Den grundlæggende idé er at modificere klippen for at tillade vand at strømme gennem den (forskere kalder de resulterende reservoirer for forbedrede geotermiske systemer eller EGS). Dette involverer at pumpe koldt vand ind i klippen på den helt rigtige måde for at få eksisterende sprækker i klippen til at udvide sig og lade vandet strømme igennem. Det er blevet prøvet mange gange tidligere - med indsats, der strækker sig tilbage i årtier. Men det har været svært at få varmt vand nok til at retfærdiggøre udgifterne til at bore en brønd og bygge et kraftværk.
AltaRocks løsning låner et spil fra naturgasindustrien. Et af de vigtigste fremskridt, der gjorde det muligt for virksomheder at producere økonomiske mængder af naturgas fra skifersten, er evnen til at sprække sten på flere punkter langs en enkelt brønd, hvilket reducerer antallet af brønde, der skal bores. Det gør de ved midlertidigt at tilstoppe en del af en brønd, så de kan påføre hydraulisk tryk på en sektion og derefter gå videre til en anden del.
Det har længe været kendt, at det at gøre det samme kunne øge varmtvandsproduktionen fra en geotermisk brønd. Men det er ikke muligt at bruge de samme teknikker, der bruges i fracking til at lukke brønden. Geotermiske brønde er typisk varmere, og de skal konstrueres til større mængder vandstrøm.
AltaRock har i det væsentlige opfundet et nyt stik. Ved en brønd nær Newberry Volcano har det vist, at det er muligt midlertidigt at lukke en geotermisk brønd med en speciel polymer. Materialet nedbrydes, efter at det har været nede i den varme klippe i et vist stykke tid, hvilket gør det muligt for virksomheden at gå videre til en anden del af brønden. Virksomheden brækkede tre separate områder af en brønd ved hjælp af teknikken. I et fremtidigt kommercielt projekt vil det muligvis yde syv eller mere pr. brønd, hvilket dramatisk kan sænke omkostningerne, siger Susan Petty, præsidenten og teknologichefen hos AltaRock. Hun siger, at teknologien kan være nøglen til at gøre EGS konkurrencedygtig med kul.
Men selvom AltaRock-teknologien er et vigtigt fremskridt, er det stadig tidlige dage for geotermisk energi. AltaRocks teknologi er vigtig, men det er kun en del af puslespillet, siger Jefferson tester , professor i bæredygtige energisystemer ved Cornell University. Han siger, at der er flere ingeniørmæssige udfordringer tilbage, og at løse dem vil kræve vedvarende finansiering, ikke kun for det projekt, AltaRock arbejder på, men også for flere andre. Han siger, at der er brug for en kritisk masse af demonstrationer for at bevise over for virksomhederne, at geotermiske kraftværker er en sund investering. Han vurderer, at det vil tage årtier for geotermisk energi at tegne sig for selv 10 procent af den samlede strøm i USA.
Petty siger, at Newberry-webstedet kunne producere strøm allerede i 2016, men der er meget arbejde tilbage. Det næste skridt for AltaRock er at bore en anden brønd i nærheden, som vil skære den porøse bjergart, den har skabt med sin fraktureringsteknik. Ingeniører vil pumpe vand ned i den første brønd, som vil cirkulere gennem klippen og varme op. Derefter vil det blive pumpet ud af den anden brønd og brugt til at producere damp på et kraftværk.
I tidligere EGS-projekter er der opstået flere problemer på dette stadium. Nogle gange flyder vandet for hurtigt fra den ene brønd til den anden, og det bliver derfor ikke varmt nok. Andre gange forsvinder vand ned ad ukendte sprækker i klippen, for aldrig at ses igen. For at løse disse problemer udvikler AltaRock nye teknologier til overvågning af, hvor vandet flyder.
AltaRock arbejder også sammen med GE om en forbedret proces til at bruge varmt vand til at generere elektricitet. Det går ud på at forbedre varmeoverførslen fra det varme vand til en arbejdsvæske, der driver en turbine. Fremgangsmåden kan øge energiproduktionen fra et geotermisk område endnu mere.