enhanced geothermal systems geothermische zukunft in den usa von: saman khan bei: herrn prof. dr. m....
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Enhanced Geothermal Systems
Geothermische Zukunft in den USA
Von: Saman KhanBei: Herrn Prof. Dr. M. Koch
26.07.2012
Enhanced Geothermal Systems
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1. Einleitung
2010, 400 Millionen Dollar für Geothermieprojekte an US-Energieministerium
150 Millionen Dollar für EGS-Unternehmen
Enhanced Geothermal Systems
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1. Einleitung
2012, Geothermal Energy Association (GEA) Neuinstallation von 81MW
147 weitere Projekte in Vorbereitung
199MW bereits in Bauphase Aktuell USA mit 3.187 MW weltweit
an der Spitze
Enhanced Geothermal Systems
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Gliederung
1. Einleitung2. Nutzungsarten der Geothermie
2.1. Erdwärmesonden2.2. Hydrothermale Systeme2.3. Enhanced Geothermal Systems
2.3.1. Funktionsweise des EGS2.3.2. Berechnung der „temperature-at-depth“2.3.3. „Gedankenexperiment“2.3.4. Faktoren für die Optimierung des EGS2.3.5. EGS am Beispiel Coso
3. Abschluss4. Quellenangaben
Enhanced Geothermal Systems
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2. Nutzungsarten der Geothermie
Abb.1
Enhanced Geothermal Systems
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2. Nutzungsarten der Geothermie
2.1. Erdwärmesonden
Röhren- oder Schlauchsystem in einem Bohrloch eingebettet
Wärmeentzug des Gesteins 6-14°C Niedrig-Enthalpie-Energie wird
mithilfe von Wärmepumpen auf ein höheres Temperaturniveau gebracht
Enhanced Geothermal Systems
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2. Nutzungsarten der Geothermie
2.2. Hydrothermalen Systeme
Klassische Methode Wärmeentzug von heißen Gewässern Anwendung seit mehreren
Jahrtausenden bekannt
Enhanced Geothermal Systems
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2. Nutzungsarten der Geothermie
2.3. Enhanced Geothermal Systems
Neue Art der Geothermie-Technologie Hohe Gesteinstemperaturen müssen
vorliegen Künstliche Erzeugung der
Permeabilität „hydraulische Stimulation“
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.1. Funktionsweise des EGS
Abb.2
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.1. Funktionsweise des EGS
Injektionsbohrung, Wasser wird in das Gestein eingepresst
Fließwege werden aufgebrochen Permeabilität wird erhöht
Im Gestein herrschen Spannungen Gesteinsflächen verschoben und geschert
Nach Ablassen des Druckes passen Flächen nicht mehr aneinander Resultat: anhaltende Verbesserung der Durchlässigkeit
Abb.2
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.1. Funktionsweise des EGS
Abb.3
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.1. Funktionsweise des EGS
System entsteht, mit künstlichen und natürlichen Rissen unterirdischer geothermischer Wärmeübertrager
Trägermedium wird mithilfe von Förderbohrungen an die Oberfläche gefördert
Bei Distanzen von mehreren Kilometern Prozess von mehreren Wochen
Abb.2
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.1. Funktionsweise des EGS
1) Injektionsbohrung hydraulische Stimulation
2) Erhöhung der Permeabilität, Aufweitung der Schwächezonen
3) Unterirdischer geothermischer Wärmeübertrager
4) Förderbohrungen Oberfläche
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.2. Berechnung der „tempertur-at-
depth“
Abb.4
Enhanced Geothermal Systems
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Abb.5
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.3. „Gedankenexperiment“
Fläche von 14km Länge, 14km Breite Gesteinsdicke von 1km 250°C Dichte 2550 kg/m^3 Wärmekapazität 1000J/kg°C Temperaturdifferenz 200°C
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.3. „Gedankenexperiment“
Menge an thermischer Energie Als Ergebnis: 200km² Fläche an
geothermischer Energie entspricht dem jährlichen Konsum der USA
2600-fache Potential vorhanden, um jährlichen Verbrauch zu decken
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems
Abb.6
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems
Abb.7
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems
Abb.8
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems
Abb.9
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems
Abb.10
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems
Abb.11
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.4. Faktoren für die Optimierung des
EGS
Nähe zu Lastzentren Gut ausgebaute Infrastruktur
Temperaturgradient Hoher Temperaturgradient ermöglicht hohe
Temperaturen in geringer Tiefe geringe Bohrungskosten
Strukturinformation Geophysikalische Methoden zur Ermittlung von
bestimmten Störgrößen
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.4. Faktoren für die Optimierung des
EGS
Großes homogenes Felsvolumen Ausweitung der Information auf weitere
Bohrungen Reduzierung des Projektrisikos Verfügbarkeit und Lagerung von Wasser
Sedimentgestein, vorhandene Porosität sorgt für besseren Wärmeaustausch
Microseismic monitoring network wells Mikroseismische Überwachung erforderlich
Hintergrunddaten und Vermeidung von zusätzlichen Kosten
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.5. EGS am Beispiel Coso
Vulkanisches Gebiet in Kalifornien, 160 km nördlich von Los Angeles
Kontinuierlich 260 /270 MW geothermische Energie
20MW EGS
Enhanced Geothermal Systems
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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.5. EGS am Beispiel Coso
Abb.12
Enhanced Geothermal Systems
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3. Abschluss
Bis 2007 keine größeren Forschungsaktivitäten in den USA (EGS)
2007, Massachussets Institute of Technology Studie, Auswirkungen des EGS für die USA
Dem EGS fehle es an Macht und Demonstration
F&E Kapazität und Wachstum in den USA,
enorme Beeinflussung der Stromversorgung
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Enhanced Geothermal Systems
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4. Quellenangabe
http://www1.eere.energy.gov/geothermal/pdfs/future_geo_energy.pdf
http://www.geothermie-zentrum.de/internationales/usa.html
http://geology.about.com/od/mineral_resources/ig/cosogeotherm/
http://www.geothermie-nachrichten.de/usa-diskutieren-die-zukunft-von-enhanced-geothermal-systems
http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2007/05/u-s-potential-for-enhanced-geothermal-systems-48330
http://www1.eere.energy.gov/geothermal/pdfs/egs.pdf http://www.geothermal.org/articles/California.pdf
Enhanced Geothermal Systems
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4. Quellenangabe
Abbildungen:
Abb.1: http://www1.eere.energy.gov/geothermal/pdfs/egs.pdf
Abb.2-3,12:
http://geology.about.com/od/mineral_resources/ig/cosogeotherm/
Abb. 4-11:
http://www1.eere.energy.gov/geothermal/pdfs/future_geo_energy.pdf
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