ລະບົບຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນທີ່ປັບປຸງນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີນ້ຳມັນ ແລະອາຍແກັສເພື່ອຂຸດຄົ້ນພະລັງງານກາກບອນຕໍ່າ. ພາກທີ 1.

ກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດ (DOE) ໄດ້ໃຫ້ທຶນໂຄງການທີ່ເອີ້ນວ່າ FORGE ບ່ອນທີ່ຫີນ granite ຮ້ອນຈະຖືກເຈາະແລະແຕກອອກໂດຍໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີນ້ໍາມັນແລະອາຍແກັສທີ່ດີທີ່ສຸດ. ເປົ້າໝາຍໂດຍລວມແມ່ນເພື່ອເບິ່ງວ່ານໍ້າທີ່ສູບລົງມານັ້ນສາມາດໄຫຼຜ່ານຫີນການິດ ແລະໃຫ້ຄວາມຮ້ອນກ່ອນທີ່ຈະສູບນໍ້າສ້າງທີສອງເພື່ອຂັບກັງຫັນທີ່ຜະລິດກະແສໄຟຟ້າໄດ້.

John McLennan, ພາກວິຊາວິສະວະກໍາເຄມີ, ມະຫາວິທະຍາໄລ Utah, ເປັນຜູ້ສືບສວນຮ່ວມກັນສໍາລັບໂຄງການ DOE ນີ້. ການນໍາສະເຫນີ webinar ກ່ຽວກັບຫົວຂໍ້ນີ້ໄດ້ຮັບການສະຫນັບສະຫນູນໂດຍ NSI ໃນເດືອນເມສາ 6, 2022: Frontier Observatory ສໍາລັບການຄົ້ນຄວ້າພະລັງງານຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນ (FORGE): ການປັບປຸງແລະເບິ່ງຫນ້າ

ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນຄໍາຖາມທີ່ຕັ້ງໃຫ້ John McLennan, ແລະຄໍາຕອບຂອງລາວ.

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Q1. ເຈົ້າສາມາດໃຫ້ປະຫວັດຫຍໍ້ຂອງພະລັງງານຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນໄດ້ບໍ?

ຈາກການເຮັດວຽກໃນຕອນຕົ້ນຢູ່ Larderello ໃນອິຕາລີ, ໃນຕົ້ນຊຸມປີ 1900, ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນ (ສໍາລັບການຜະລິດໄຟຟ້າແລະການນໍາໃຊ້ໂດຍກົງ) ໄດ້ຂະຫຍາຍໄປສູ່ການຕິດຕັ້ງ. ກໍາລັງການຜະລິດໄຟຟ້າ 15.6 GWe (GigaWatts ຂອງໄຟຟ້າ) ໃນປີ 2021. ການນຳໃຊ້ແມ່ນທົ່ວໂລກ – ຫຼາຍກວ່າ 25 ປະເທດທົ່ວໂລກ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການຈັດສັນຍັງເປັນສ່ວນນ້ອຍຂອງຫຼັກຊັບພະລັງງານຂອງໂລກ. ເບິ່ງການແຜ່ກະຈາຍຂອງໂລກນີ້, ຕາມທໍາມະດາ, ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນແມ່ນຖືກຈໍາກັດກັບການສະແດງອອກຢູ່ໃກ້ກັບພື້ນຜິວຂອງອຸນຫະພູມສູງທີ່ຈະເກີດຂຶ້ນຢູ່ໃກ້ກັບຂອບເຂດແຜ່ນ, ພູເຂົາໄຟ, ແລະອື່ນໆ.

ສະຫະລັດມີຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດໄຟຟ້າຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ, ຮອງລົງມາແມ່ນອິນໂດເນເຊຍ, ຟີລິບປິນ, ຕວກກີ, ນິວຊີແລນ, ເມັກຊິໂກ, ອີຕາລີ, ເຄນຢາ, ໄອສແລນ, ຍີ່ປຸ່ນ. ຂອງການດໍາເນີນງານເຫຼົ່ານີ້ຢູ່ໃນສະຫະລັດ, ນໍ້າສ້າງທີ່ຜະລິດພະລັງງານຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນອາດຈະສະເລ່ຍ 4 ຫາ 6 MWe. ຕາມກົດລະບຽບ, ຢູ່ທີ່ 392 ° F (200 ° C) ແລະໄຫຼຢູ່ທີ່ 9 bpm (378 gpm), ຕາມຄໍາສັ່ງຂອງ 1 MWe ສາມາດຜະລິດໄດ້, ອາດຈະໃຫ້ບໍລິການ 759 ຫາ 1000 ເຮືອນໃນສະຫະລັດ.

ໂຮງງານໄຟຟ້າຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນມີຂະໜາດແຕກຕ່າງກັນ, ຈາກນໍ້າສ້າງບໍ່ຫຼາຍປານໃດ (ບາງບ່ອນສາມາດຜະລິດໄດ້ເຖິງ 50 MWe) ຈົນເຖິງຫຼາຍຂຸມ. “The Geysers, … , ແມ່ນສະລັບສັບຊ້ອນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງໂຮງງານໄຟຟ້າຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນໃນໂລກ. Calpine, ຜູ້ຜະລິດພະລັງງານຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນສະຫະລັດ, ເປັນເຈົ້າຂອງແລະດໍາເນີນງານ 13 ໂຮງງານໄຟຟ້າຢູ່ The Geysers ດ້ວຍກໍາລັງການຜະລິດສຸດທິປະມານ 725 ເມກາວັດ - ພຽງພໍກັບພະລັງງານ 725,000 ບ້ານຫຼືເມືອງຂະຫນາດຂອງ San Francisco.

Q2. ລະບົບຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນປັບປຸງແມ່ນຫຍັງ, ແລະບ່ອນໃດທີ່ fracking ຖືກນໍາໃຊ້?

ປະມານຫ້າສິບປີກ່ອນຫນ້ານີ້, ແນວຄວາມຄິດຂອງລະບົບຄວາມຮ້ອນ Geothermal ປັບປຸງ (EGS) ໄດ້ຖືກມອງເຫັນໂດຍນັກວິທະຍາສາດແລະວິສະວະກອນທີ່ຫ້ອງທົດລອງວິທະຍາສາດ Los Alamos (ປະຈຸບັນ LANL). ໃນຕອນນັ້ນ, ແນວຄວາມຄິດດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກເອີ້ນວ່າຫີນແຫ້ງຮ້ອນ (HDR). ວິທີການຫນຶ່ງແມ່ນການເຈາະຂຸມສີດແລະການຜະລິດແລະສ້າງກະດູກຫັກທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ. ຮອຍແຕກເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນ – ຄືກັນກັບເຄື່ອງລັງສີໃນລົດຍົນ.

ນ້ໍາຖືກນໍາໃຊ້ເປັນນ້ໍາເຮັດວຽກຢູ່ໃນລະບົບປິດນີ້ (ນ້ໍາບໍ່ໄດ້ສູນເສຍ). ນ້ຳເຢັນຖືກສີດລົງໜຶ່ງດີ. ມັນຜ່ານກະດູກຫັກແລະເຮັດດັ່ງນັ້ນໄດ້ຮັບຄວາມຮ້ອນຈາກຫີນຮ້ອນ. ນ້ ຳ ຮ້ອນນີ້ຖືກຜະລິດໄປສູ່ ໜ້າ ດິນໂດຍຜ່ານນ້ ຳ ທີສອງໃນສອງເທົ່າ. ຢູ່ເທິງພື້ນຜິວ, ນ້ ຳ ທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສາມາດຖືກກະພິບເປັນອາຍຫຼືແລ່ນຜ່ານພືດວົງຈອນ Rankine ອິນຊີເພື່ອຂັບ turbine ແລະຕໍ່ມາເຄື່ອງປັ່ນໄຟ. ນ້ໍາ, ດ້ວຍຄວາມຮ້ອນທີ່ເອົາອອກ, ແມ່ນ recirculated.

ໃນ​ຂະ​ນະ​ທີ່​ມັນ​ເປັນ​ຄວາມ​ຄິດ​ທີ່​ເຫມາະ​ສົມ, ຜົນ​ສໍາ​ເລັດ​ໄດ້​ຖືກ stmied ສໍາ​ລັບ​ຫ້າ​ສິບ​ປີ​ນັບ​ຕັ້ງ​ແຕ່​ການ​ຄິດ​ຂອງ​ມັນ. ໃນຂະນະທີ່ມີຫຼາຍໆໂຄງການໃນທົ່ວໂລກ, ດ້ວຍຜົນສໍາເລັດທາງວິທະຍາສາດ, ການຄ້າບໍ່ໄດ້ບັນລຸຜົນແລະການຜະລິດໄຟຟ້າໃນນັກບິນເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ເກີນ ~1 MWe.

ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນສະຫະລັດ, ຊັບພະຍາກອນແມ່ນສໍາຄັນ. ໃນພາກຕາເວັນຕົກຂອງສະຫະລັດ, ການຄາດຄະເນແມ່ນ 519 GWe ຢູ່ທີ່ຄວາມເລິກເຈາະຫນ້ອຍກວ່າ 15,000 ຫາ 20,000 ຟຸດ. ເທກໂນໂລຍີການຂຸດເຈາະທີ່ທັນສະໄຫມ, ດັດແປງຈາກອຸດສາຫະກໍານ້ໍາມັນເຮັດໃຫ້ການຂຸດເຈາະນີ້ເປັນໄປໄດ້. ຄູ່ຜົວເມຍທີ່ມີການພັດທະນາທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ຂຸດເຈາະນ້ໍາອອກຕາມລວງນອນແລະການສ້າງຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງກະດູກຫັກຂອງໄຮໂດຼລິກຕາມຂຸມເຫຼົ່ານີ້ (ຈິນຕະນາການແຕ່ລະກະດູກຫັກສະຫນອງພື້ນທີ່ທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນ) ແລະລະບົບຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນທີ່ປັບປຸງແມ່ນເປັນໄປໄດ້.

ການສ້າງລະບົບກະດູກຫັກໂດຍການກະດູກຫັກຂອງລະບົບໄຮໂດຼລິກເປັນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນ. ນີ້ບໍ່ແມ່ນໃຫມ່. ມັນໄດ້ຖືກທົດລອງຄັ້ງທໍາອິດສໍາລັບ EGS ຢູ່ທີ່ສະຖານທີ່ Fenton Hill ໃນ Jemez Caldera ໃນນິວເມັກຊິໂກ, ໃນລະຫວ່າງການພັດທະນາໂດຍຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Los Alamos. ຈືຂໍ້ມູນການ, ແມ່ນກະດູກຫັກຂອງລະບົບໄຮໂດຼລິກຂະຫນາດໃຫຍ່ຫນຶ່ງທີ່ສູບໃນເດືອນທັນວາ 1983 ເພື່ອພະຍາຍາມເຊື່ອມຕໍ່ສອງບ່ອນ (ກ່ອນການເຈາະທິດທາງທີ່ທັນສະໄຫມຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ). ໃນການກະຕຸ້ນລະບົບໄຮໂດຼລິກນັ້ນ, 5.7 ລ້ານກາລອນຂອງນ້ໍາທີ່ມີເຄື່ອງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຫນາແຫນ້ນໄດ້ຖືກສູບສູງເຖິງ 50 bpm (2100 ກາລອນຕໍ່ນາທີ) ຢູ່ທີ່ຄວາມກົດດັນ downhole ເຖິງປະມານ 12,000 psi. ອະນຸພາກລະອຽດຂອງ CaCO₃ ໄດ້ຖືກເພີ່ມສໍາລັບການຄວບຄຸມການສູນເສຍນ້ໍາ (ເພື່ອເຮັດໃຫ້ລະບົບກະດູກຫັກງ່າຍ).

ບົດຮຽນທີ່ຖອດຖອນໄດ້ຈາກ Fenton Hill, ສະຖານທີ່ອື່ນໆໃນທົ່ວໂລກ, ແລະເຕັກໂນໂລຢີຈາກອຸດສາຫະກໍາການສະກັດເອົາອື່ນໆ (ການເຈາະ inclined ແລະອອກຕາມລວງນອນ, multistage fracturing) ໄດ້ຊຸກຍູ້ໃຫ້ກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດ (DOE) ເລີ່ມຕົ້ນໂຄງການຄົ້ນຄ້ວາໃຫມ່ທີ່ເອີ້ນວ່າ FORGE (Frontier Observatory. ສໍາ​ລັບ​ການ​ຄົ້ນ​ຄວ້າ​ໃນ​ພະ​ລັງ​ງານ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ໃຕ້​ດິນ​) ການ​ກໍ່​ສ້າງ​ຫ້ອງ​ທົດ​ລອງ​ພາກ​ສະ​ຫນາມ​ເພື່ອ​ທົດ​ສອບ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ໃຫມ່​ທີ່​ຈະ​ອະ​ນຸ​ຍາດ​ໃຫ້​ການ​ຄ້າ​ຂອງ EGS​.

Q3. ບອກພວກເຮົາກ່ຽວກັບສະຖານທີ່ຂອງໂຄງການ FORGE ໃນລັດຢູທາ ແລະເປັນຫຍັງມັນຈຶ່ງຖືກເລືອກ.

DOE ໄດ້ສະຫນັບສະຫນູນການແຂ່ງຂັນລະຫວ່າງຫ້າສະຖານທີ່ EGS ທີ່ໂດດເດັ່ນໃນສະຫະລັດ. ອັນນີ້ໄດ້ຖືກ “ເລືອກລົງ” ຕໍ່ກັບສະຖານທີ່ໃນ Fallon, Nevada, ແລະ Milford, Utah. ໃນປີ 2019, ໃນທີ່ສຸດສະຖານທີ່ Milford ໄດ້ຖືກເລືອກເປັນທີ່ຕັ້ງຂອງຫ້ອງທົດລອງພາກສະໜາມ FORGE (ເບິ່ງຮູບຢູ່ເທິງສຸດຂອງໂພສ).

ເງື່ອນໄຂການຄັດເລືອກປະກອບມີ 1) ອຸນຫະພູມອ່າງເກັບນ້ຳລະຫວ່າງ 175 ຫາ 225 ອົງສາເຊ (ຮ້ອນພໍທີ່ຈະພິສູດແນວຄວາມຄິດ ແຕ່ບໍ່ຮ້ອນຈົນເຮັດໃຫ້ການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີຖືກກີດຂວາງ), 2) ລະດັບຄວາມເລິກຫຼາຍກວ່າ 1.5 ກິໂລແມັດ (ຄວາມເລິກພໍທີ່ຈະພັດທະນາເທັກໂນໂລຍີການເຈາະແມ່ນເປັນໄປໄດ້). , 3) ຫີນ permeability ຕ່ໍາ (granite ໃນສະຖານທີ່ FORGE), 4) ຄວາມສ່ຽງຕ່ໍາຂອງ inducing seismic ໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານ, 5) ຄວາມສ່ຽງດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມຕ່ໍາ, ແລະ 6) ບໍ່ມີການເຊື່ອມຕໍ່ກັບລະບົບຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນແບບດັ້ງເດີມ.

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

ພາກ​ທີ 2 ຈະ​ສືບ​ຕໍ່​ຫົວ​ຂໍ້​ໂດຍ​ການ​ແກ້​ໄຂ​ຄໍາ​ຖາມ​ແລະ​ຄໍາ​ຕອບ​ດັ່ງ​ຕໍ່​ໄປ​ນີ້​:

Q4. ການອອກແບບພື້ນຖານຂອງທໍ່ສີດແລະການຜະລິດແມ່ນຫຍັງ?

Q5. ທ່ານສາມາດສະຫຼຸບສາມການປິ່ນປົວ frac ໃນການສັກຢາໄດ້ດີແລະຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຂົາບໍ?

ຄໍາຖາມທີ 6. ທ່າແຮງສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການຄ້າແມ່ນຫຍັງ?