FORGE საიტი იუტაში.
ერიკ ლარსონი (Flashpoint SLC).
აშშ-ს ენერგეტიკის დეპარტამენტმა (DOE) დააფინანსა პროექტი სახელწოდებით FORGE, სადაც ცხელი გრანიტის ქანები გაბურღული და დაფქული იქნება ნავთობისა და გაზის საუკეთესო ტექნოლოგიის გამოყენებით. საერთო მიზანია იმის დანახვა, შეიძლება თუ არა წყლის ამოტუმბვა ერთი ჭაბურღილიდან გრანიტის გავლით და გაცხელებამდე მეორე ჭაბურღილის ამოტუმბვამდე ელექტროენერგიის გამომუშავების ტურბინებისთვის.
ჯონ მაკლენანი, ქიმიური ინჟინერიის დეპარტამენტი, იუტას უნივერსიტეტი, არის ამ DOE პროექტის თანამთავარი მკვლევარი. ვებინარის პრეზენტაცია ამ თემაზე დაფინანსებული იყო NSI-ის მიერ 6 წლის 2022 აპრილს: Frontier ობსერვატორია გეოთერმული ენერგიის კვლევისთვის (FORGE): განახლება და წინსვლა
ქვემოთ მოცემულია ჯონ მაკლენანისთვის დასმული კითხვები და მისი პასუხები.
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
ჯონ მაკლენანი.
ჯეი მაკლენანი
Q1. შეგიძლიათ მოგვაწოდოთ გეოთერმული ენერგიის მოკლე ისტორია?
იტალიაში, ლარდერელოში ადრეული სამუშაოებიდან, 1900-იანი წლების დასაწყისში, გეოთერმული ენერგია (ელექტრო წარმოებისთვის და პირდაპირი გამოყენებისთვის) გაფართოვდა დაყენებულ ელექტროენერგიის გამომუშავების სიმძლავრე 15.6 გვ (GigaWatts of ელექტროენერგია) 2021 წელს. გამოყენება გლობალურია - 25-ზე მეტი ქვეყანა მსოფლიოში. თუმცა, განაწილება ჯერ კიდევ არის მსოფლიო ენერგეტიკული პორტფელის მცირე ნაწილი. ამ გლობალური განაწილების შემხედვარე, ჩვეულებრივ, გეოთერმული ენერგია შემოიფარგლება ამაღლებული ტემპერატურის ზედაპირული გამოვლინებით, როგორც ეს მოხდება ფირფიტების საზღვრებთან, ვულკანებთან და ა.შ.
შეერთებულ შტატებს აქვს გეოთერმული ელექტროენერგიის უდიდესი დაყენებული სიმძლავრე, რასაც მოჰყვება ინდონეზია, ფილიპინები, თურქეთი, ახალი ზელანდია, მექსიკა, იტალია, კენია, ისლანდია, იაპონია. ამ ოპერაციებიდან შეერთებულ შტატებში, ჭაბურღილები, რომლებიც აწარმოებენ გეოთერმულ ენერგიას, შეიძლება იყოს საშუალოდ 4-დან 6 მეგავატამდე. როგორც წესი, 392°F (200°C) და მიედინება 9 დარტყმა/წთ (378 გ/წთ), 1 მეგავაი-ის შეკვეთით შეიძლება წარმოქმნას, შესაძლოა მოემსახუროს 759-დან 1000 სახლს შეერთებულ შტატებში.
გეოთერმული ელექტროსადგურები განსხვავდება ზომით, რამდენიმე ჭაბურღილისგან (ზოგიერთი 50 მგვტ-მდე აწარმოებს) ბევრ ჭაბურღამდე. „გეიზერები,…, არის გეოთერმული ელექტროსადგურების უდიდესი კომპლექსი მსოფლიოში. Calpine, გეოთერმული ენერგიის უმსხვილესი მწარმოებელი აშშ-ში, ფლობს და მართავს 13 ელექტროსადგურს The Geysers-ში, რომელთა წმინდა გამომუშავების სიმძლავრეა დაახლოებით 725 მეგავატი ელექტროენერგია - საკმარისია 725,000 სახლის ან სან-ფრანცისკოს ზომის ქალაქისთვის.
ჩვეულებრივი გეოთერმული ენერგეტიკული სისტემა.
ჯეფ ჰულენი და დუგ ჯენსენი, EGI.
Q2. რა არის გაძლიერებული გეოთერმული სისტემები და სად გამოიყენება ფრეკინგი?
დაახლოებით ორმოცდაათი წლის წინ, გაძლიერებული გეოთერმული სისტემების (EGS) კონცეფცია იყო გათვალისწინებული ლოს ალამოსის სამეცნიერო ლაბორატორიების (ახლანდელი LANL) მეცნიერებმა და ინჟინრებმა. მაშინ კონცეფცია ცნობილი იყო როგორც ცხელი მშრალი კლდე (HDR). ერთ-ერთი მეთოდოლოგიაა საინექციო ჭაბურღილისა და საწარმოო ჭაბურღილის გაბურღვა და მათი ერთმანეთთან დამაკავშირებელი მოტეხილობების შექმნა. ეს მოტეხილობები ემსახურება როგორც სითბოს გადამცვლელს - ისევე როგორც მანქანის რადიატორს.
წყალი გამოიყენება როგორც სამუშაო სითხე ამ დახურულ სისტემაში (წყალი არ იკარგება). ცივი სითხე შეჰყავთ ერთ ჭაბურღილში. ის გადის მოტეხილობებში და ამით იძენს სითბოს ცხელი კლდიდან. ეს ცხელი სითხე ზედაპირზე გამოდის დუბლის მეორე ჭაში. ზედაპირზე, გაცხელებული სითხე შეიძლება ორთქლზე გადაიზარდოს ან გაიაროს ორგანული რანკინის ციკლის ქარხანაში, რათა მართოს ტურბინა და შემდგომში გენერატორი. წყალი, ამოღებული სითბოთი, ბრუნდება.
მიუხედავად იმისა, რომ ეს გონივრული იდეაა, წარმატება შეფერხებულია მისი კონცეფციიდან ორმოცდაათი წლის განმავლობაში. მიუხედავად იმისა, რომ არსებობდა მრავალი პროექტი მთელს მსოფლიოში, მეცნიერული წარმატებებით, კომერციულობა არ იყო მიღწეული და ამ პილოტებზე ელექტროენერგიის გამომუშავება არ აღემატებოდა ~1 მეგავატს.
თუმცა, აშშ-ში რესურსი მნიშვნელოვანია. დასავლეთ შეერთებულ შტატებში, შეფასებები არის 519 GWe ბურღვის სიღრმეზე 15,000-დან 20,000 ფუტზე ნაკლები. ბურღვის თანამედროვე ტექნოლოგია, რომელიც ადაპტირებულია ნავთობის მრეწველობისგან, ამ ბურღვას შესაძლებელს ხდის. შესაძლებელია ჰორიზონტალური ჭაბურღილების ბურღვის და ამ ჭაბურღილების გასწვრივ ჰიდრავლიკური მოტეხილობების სიმრავლის შექმნასთან ერთად (წარმოიდგინეთ, რომ თითოეული მოტეხილობა უზრუნველყოფს მნიშვნელოვან ზედაპირს სითბოს გაცვლისთვის) და გაძლიერებული გეოთერმული სისტემები შესაძლებელია.
მოტეხილობის სისტემის შექმნა ჰიდრავლიკური მოტეხილობით არის მთავარი ელემენტი. ეს ახალი არ არის. ის პირველად სცადეს EGS-ისთვის Fenton Hill-ის ადგილზე, ჯემეზ კალდერაში, ნიუ-მექსიკოში, ლოს ალამოსის ეროვნული ლაბორატორიების მიერ ადრეული განვითარების დროს. აღსანიშნავია, რომ არის ერთი დიდი ჰიდრავლიკური მოტეხილობა, რომელიც ამოტუმბულია 1983 წლის დეკემბერში ორი ჭაბურღილის ერთმანეთთან დაკავშირების მცდელობის მიზნით (სანამ თანამედროვე მიმართულების ბურღვა ადვილად გამოიყენებოდა). ამ ჰიდრავლიკური სტიმულაციის დროს, 5.7 მილიონი გალონი წყალი ხახუნის შემცირების დამატებით ტუმბოდა 50 დარტყმა/წთ-მდე (2100 გალონი წუთში) დაბლა ხვრელში დაახლოებით 12,000 psi წნევით. CaCO-ს წვრილი ნაწილაკები3 დაემატა სითხის დაკარგვის კონტროლისთვის (მოტეხილობის სისტემის გასამარტივებლად).
Fenton Hill-ისგან, მსოფლიოს სხვა ადგილებიდან და სხვა მოპოვების მრეწველობის ტექნოლოგიებიდან მიღებული გაკვეთილები (მიდრეკილი და ჰორიზონტალური ბურღვა, მრავალსაფეხურიანი გატეხვა) წაახალისა შეერთებული შტატების ენერგეტიკის დეპარტამენტს (DOE) დაეწყო განახლებული კვლევითი პროგრამა, რომელიც ცნობილია როგორც FORGE (Frontier Observatory). გეოთერმული ენერგიის კვლევისთვის) ააშენოს საველე ლაბორატორია ახალი ტექნოლოგიების შესამოწმებლად, რაც საშუალებას მისცემს EGS-ის კომერციალიზაციას.
Q3. გვიამბეთ FORGE პროექტის საიტის შესახებ იუტაში და რატომ შეირჩა იგი.
DOE-მ დააფინანსა შეჯიბრი შეერთებულ შტატებში EGS-ის ხუთ ცნობილ ადგილს შორის. ეს შემდგომში „შერჩეული იქნა“ ფელონში, ნევადასა და მილფორდში, იუტაში. 2019 წელს მილფორდის საიტი საბოლოოდ შეირჩა FORGE საველე ლაბორატორიის ადგილად (იხილეთ სურათი პოსტის ზედა ნაწილში).
შერჩევის კრიტერიუმები მოიცავდა 1) წყალსაცავის ტემპერატურას 175-დან 225°C-მდე (საკმარისად ცხელია ცნებების დასამტკიცებლად, მაგრამ არც ისე ცხელი, რომ ტექნოლოგიის განვითარება შეფერხდეს), 2) 1.5 კმ-ზე მეტ სიღრმეზე (საკმარისად ღრმა, რომ საბურღი ტექნოლოგიის განვითარება შესაძლებელი იყოს) , 3) დაბალი გამტარიანობის ქანები (გრანიტი FORGE-ის ადგილზე), 4) სამუშაოების დროს სეისმურობის გამოწვევის დაბალი რისკი, 5) დაბალი გარემოსდაცვითი რისკები და 6) არ არის კავშირი ჩვეულებრივ გეოთერმულ სისტემასთან.
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
ნაწილი 2 გააგრძელებს თემას შემდეგი კითხვებით და პასუხებით:
Q4. რა არის საინექციო და წარმოების ჭაბურღილების ძირითადი დიზაინი?
Q5. შეგიძლიათ კარგად შეაჯამოთ ინექციის სამი ფრაკის მკურნალობა და მათი შედეგები?
Q6. რა არის კომერციული გამოყენების პოტენციალი?
წყარო: https://www.forbes.com/sites/ianpalmer/2022/05/19/an-enhanced-geothermal-system-uses-oil-and-gas-technology-to-mine-low-carbon-energy- ნაწილი 1/