enhanced geothermal systems geothermische zukunft in den usa von: saman khan bei: herrn prof. dr. m....

Enhanced Geothermal Systems

Geothermische Zukunft in den USA

Von: Saman KhanBei: Herrn Prof. Dr. M. Koch

26.07.2012


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1. Einleitung

2010, 400 Millionen Dollar für Geothermieprojekte an US-Energieministerium

150 Millionen Dollar für EGS-Unternehmen


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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


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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


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2. Nutzungsarten der Geothermie

Abb.1


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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


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2.2. Hydrothermalen Systeme

Klassische Methode Wärmeentzug von heißen Gewässern Anwendung seit mehreren

Jahrtausenden bekannt


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2.3. Enhanced Geothermal Systems

Neue Art der Geothermie-Technologie Hohe Gesteinstemperaturen müssen

vorliegen Künstliche Erzeugung der

Permeabilität „hydraulische Stimulation“


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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.1. Funktionsweise des EGS

Abb.2


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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


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Abb.3


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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


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1) Injektionsbohrung hydraulische Stimulation

2) Erhöhung der Permeabilität, Aufweitung der Schwächezonen

3) Unterirdischer geothermischer Wärmeübertrager

4) Förderbohrungen Oberfläche


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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.2. Berechnung der „tempertur-at-

depth“

Abb.4


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Abb.5


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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


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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


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Abb.6


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Abb.7


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Abb.8


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Abb.9


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Abb.10


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Abb.11


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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


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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


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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


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2.3. Enhanced Geothermal Systems2.3.5. EGS am Beispiel Coso

Abb.12


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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!


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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


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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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