Ein Enhanced Geothermal System (EGS) ist ein geothermisches Energiesystem, das elektrische Energie erzeugen kann, wenn kein natürliches Grundwasser vorhanden ist. Lange Zeit konnte geothermische Energie nur dann erzeugt werden, wenn sich heißes Gestein, unterirdisches Wasser und Risse im Gestein zusammen in einem Gebiet befanden. Jetzt werden neue Wege zur Gewinnung dieser Energiequelle geschaffen. Gebiete, die möglicherweise für Energie genutzt werden können, müssen von Menschen verändert werden, um die Energie nutzbar zu machen. Diese Bereiche benötigen entweder unterirdisches Wasser und/oder Risse oder ein Rissnetz im Gestein. Verbesserte geothermische Systeme ermöglichen es, dass die geothermische Energie außerhalb normaler geothermischer Gebiete wie der aktiven Plattengrenzen zu weniger aktiven Gebieten wie dem Westen der Vereinigten Staaten gelangt.
Enhanced Geothermal System
Prozess und Entwicklung
- Land muss vermessen werden
- Was ist die [Temperatur] von unterirdischem Gestein?
- Gibt es ein gutes Netzwerk für Frakturen?
- Gibt es Wasser, das von Natur aus vorhanden ist?
- was benötigt wird, um eine funktionierende EGS zu machen
- Erforderliche Änderungen am System vornehmen
Um zuerst zu den heißen Felsen zu gelangen, müssen die Löcher sorgfältig 1000 Meter unter der Erdoberfläche gegraben werden. Die Brunnen dürfen nicht näher als 40 Meter voneinander entfernt sein, so dass es keinen Wärmediebstahl zwischen den Brunnen gibt. Dann wird Wasser mit einer kontrollierten, wissenschaftlich bestimmten Geschwindigkeit in die Löcher geschüttet, sowohl für die Schaffung von Bruchnetzwerken als auch für die Energiegewinnung. Risse oder Brüche entstehen durch Risse oder die erzwungene Wiedereröffnung von Rissen aufgrund von Wasserdruck, der kleine seismische Ereignisse verursacht, die an der Oberfläche selten zu spüren sind. Sobald ein ausreichend gutes Risssystem geschaffen ist, kann das erwärmte Wasser aus einem Produktionsbohrloch in das Kraftwerk gepumpt werden, um es für den gewählten Energiegewinnungsprozess zu verwenden und wieder im Kreislauf zu führen. Um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass das Wasser in Richtung des Förderbrunnens fließt, können Mikroloch-Arrays gebohrt werden, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass sich die Risse auf dem richtigen Weg zur Energiegewinnung verbinden. Diese Löcher sind weniger als 4 Zoll breit und reichen von Wasserzuführbrunnen und Wasserentnahmebrunnen aus.
- Kraftwerk betreiben und instandhalten
Grüne Energie
Recycling alter Brunnen
Geothermische Systeme können auch durch das Recycling alter Öl- und Gasbohrungen für die geothermische Nutzung verbessert werden. Es ist billiger, diese Bohrlöcher für den Wärmebergbau auszutauschen, als neue Löcher zu bohren. Diese Bohrlöcher erlauben keinen physischen Kontakt zwischen dem Wasser und der Wärmequelle. Diese Bohrlöcher bestehen aus zwei Zylindern: einem größeren und einem kleineren. Der kleinere passt in den größeren und ist der Ort, aus dem das erwärmte Wasser abgepumpt wird. Das Wasser wird zwischen die Auskleidung des inneren und des äußeren Rohrs eingeführt. Aufgrund des fehlenden direkten Kontakts mit dem heißen Gestein sowie eines gewissen Wärmeverlustes durch das Fehlen eines guten Isoliermaterials ist der Energieertrag nicht so hoch wie bei gewöhnlichen geothermischen Systemen.
Treibhausgas-Emissionen
Einige sagen, dass diese Energieform eine der "grünsten" alternativen Energien ist, die es gibt. Studien, die besagen, dass zwei der drei Arten der geothermischen Energieerzeugung Entspannungsdampf sind und Trockendampf weniger als 7% der Treibhausgase freisetzt, die fossile Brennstoffe freisetzen. Bei der dritten Methode, die als geschlossenes Binärkreislaufsystem bekannt ist, werden fast keine Treibhausgase freigesetzt). Der emissionsintensivste Teil von EGS ist, wenn die Bohrer mit Dieselkraftstoff betrieben werden. Forschungen zur EGS-Lebenszyklusanalyse haben gezeigt, dass eine gute Korrektur hierfür darin bestünde, den Bohrer an das Stromnetz anzuschließen, um die ohnehin schon minimalen Auswirkungen von GEP-Kraftwerken auf die menschliche Gesundheit, den Klimawandel und die Qualität des Ökosystems zu verringern. Befürworter behaupten auch, dass geothermische Energiesysteme nicht vom wechselnden Wetter abhängig sind und daher eine zuverlässigere Energie mit konstantem Energieertrag darstellen.
US-Beteiligung
Die USA verfügen über die größten potentiellen geothermischen Energiereserven der Welt, doch nur 4% ihres gesamten Energieverbrauchs (15 Milliarden kWh) stammen aus dem GEP. Kalifornien hat die höchste Anzahl geothermischer Wärmepumpen von insgesamt neun Bundesstaaten, die geothermische Energie nutzen. Hawaii bezieht 20% seines Stroms aus geothermischen Kraftwerken. Das Wissen über geothermische Energie ist nicht gut bekannt. Das macht es sehr schwer, Geld für Forschung und Entwicklung zu bekommen. Es ist auch bekannt, dass die Entwickler Schwierigkeiten haben, Genehmigungen für Bohrungen auf öffentlichem Land zu erhalten und Mittel sowohl von der Bundesregierung als auch von externen Interessengruppen zu erhalten. Es gibt jedoch zwei Projekte, die vom Senat genehmigt wurden, um EGS aus der Pilotphase herauszuführen.
1990 begann die Gesetzgebung, Anreize zur Entwicklung der Industrie zu schaffen. Dies wurde mit dem Energiegesetz von 2005 und dem Energieunabhängigkeits- und -sicherheitsgesetz von 2007 mit erteilten Steuergutschriften und der Schaffung von vom Senat unterstützten Forschungs- und Entwicklungsprogrammen versucht.
Fragen und Antworten
F: Was ist ein verbessertes geothermisches System (EGS)?
A: Ein erweitertes geothermisches System (EGS) ist ein geothermisches Energiesystem, das auch dann elektrische Energie erzeugen kann, wenn es kein natürliches unterirdisches Wasser gibt.
F: Was ist erforderlich, damit herkömmliche geothermische Energiesysteme Energie erzeugen können?
A: Herkömmliche geothermische Energiesysteme erfordern heißes Gestein, unterirdisches Wasser und Risse im Gestein, die sich alle in einem Gebiet befinden, um Energie zu erzeugen.
F: Was sind die Vorteile von verbesserten geothermischen Systemen?
A: Verbesserte geothermische Systeme ermöglichen die Gewinnung geothermischer Energie auch in Gebieten, in denen es keine natürlichen Quellen für unterirdisches Wasser und Gesteinsbrüche gibt. Dadurch werden die Gebiete, in denen geothermische Energie gewonnen werden kann, vergrößert.
F: Können verbesserte geothermische Systeme in Gebieten ohne natürliche Grundwasserquellen eingesetzt werden?
A: Ja, verbesserte geothermische Systeme können in Gebieten ohne natürliche Grundwasservorkommen eingesetzt werden.
F: Was muss von den Menschen verändert werden, um Gebiete für verbesserte geothermische Systeme nutzbar zu machen?
A: Gebiete, die für verbesserte geothermische Systeme genutzt werden können, müssen möglicherweise vom Menschen verändert werden, um unterirdisches Wasser oder ein Netzwerk von Brüchen im Gestein oder beides zu erschließen.
F: Wo können verbesserte geothermische Systeme außerhalb normaler geothermischer Gebiete eingesetzt werden?
A: Verbesserte geothermische Systeme können in weniger aktiven Gebieten wie dem Westen der Vereinigten Staaten außerhalb normaler geothermischer Gebiete wie aktiven Plattengrenzen eingesetzt werden.
F: Was kann mit verbesserten geothermischen Systemen erzeugt werden?
A: Verbesserte geothermische Systeme können elektrische Energie erzeugen.