Gregor Goetzl, 22 juli 2020
termen geotermisk energi täcker ett brett användningsområde vid olika djup-och temperaturnivåer eller baserat på olika tekniker för att extrahera geotermisk värme. Även om all typ av geotermisk energi härstammar i jordens inre, skiljer sig tekniken tydligt i deras tillämpningsområde och koncept. I den här bloggen kommer vi att ta en titt på termerna ”grunt” och ”djup geotermisk” och försöka förklara hur dessa system skiljer sig och vad de har gemensamt.
Vad har” grund ”och” djup ” geotermisk energi gemensamt?
man måste komma ihåg att det markbundna värmeflödet, som sträcker sig mellan < 50 mW/m2 och 200 mW/m2, inte är tillräckligt starkt för att leverera geotermiska tillämpningar. Att använda geotermisk energi i alla dess olika slag innebär därför att man skördar värmen som lagras i porösa, vattenfyllda stenar i underytan, som är tillgänglig året runt med samma kapacitet. Att använda det hållbart kräver lämplig planering och resurshantering!
båda systemen, ”grunt” och ”djupt geotermiskt” möjliggör uppvärmning, kylning och underjordisk värmelagring och förutom petrotermisk energi (t.ex. varm torr sten) hänvisar de till samma tekniska principer för värmeåtervinning från underytan.
Ok, och hur skiljer sig” grunt ”och” djupt ” geotermiskt?
låt oss först titta på terminologin: termerna ”grunt” och ”djupt” hänvisar till värmeabsorberarens djup, som kan skörda värme antingen från underjordiskt vatten med ett öppet slingsystem eller från den fasta marken med en värmeväxlare med sluten slinga. Det finns ingen enhetlig definition för ”grunt” och ”djupt”. I de flesta länder regleras djupseparationen av gruvlagen som kräver tillstånd för borrningar (mestadels mellan 100 och 400 meter under ytan). Gruvlagen påverkar borrmarknaden och djupområdet. För djupnivåer upp till cirka 150 meter finns en stor marknad som erbjuder låga borrkostnader, vilket gör Grunt geotermisk energi också överkomligt för privata hushåll. Däremot kräver djup geotermisk energi långsiktig planering och höga investeringar när det gäller borrkostnader.
dessutom skiljer temperatur-och kapacitetsområdena ”grunt” och ”djupt” geotermiskt. Grunda geotermiska system arbetar vid temperaturnivåer mellan 0 C och upp till 30 C, vilket betraktas som atmosfärisk omgivningstemperatur – av denna anledning kan det också kallas geotermisk omgivningsvärme (se figur 1). Till skillnad från direkt användning av djup geotermisk energi kräver grund geotermisk energi en värmepump för att bearbeta värmen för rumsuppvärmning (indirekt termisk energianvändning). Men i motsats till djup geotermisk tillåter det direkt (fri) kylning, vilket gör den mycket attraktiv i stadsområden. Grund geotermisk energi ger kapacitet upp till 5 MWth, för enskilda byggnader eller de-centraliserade 5G låg temperatur värme och kyla nät. På grund av de högre temperaturnivåerna mellan 30 och upp till 200 C används djup geotermisk jord huvudsakligen i industriella processer och konventionella, centraliserade 2G till 4G-värmenät. Dessutom möjliggör djup geotermisk energi att producera el vid temperaturnivåer över 90 CCG, vilket gör den attraktiv för kombinerade värme-och kraftapplikationer.
vår slutsats – geotermisk energi är en riktig allround!
det finns ingen enhetlig och strikt gränslinje mellan ”grunt” och djupt” geotermiskt. Båda koncepten bidrar till övergången mot ett framtida koldioxidfritt energilandskap. Valet av rätt värme-eller kylkälla, med tanke på andra förnybara energikällor, bör matcha den önskade exerginivån för din termiska applikation (se figur 2). Därför kommer exergetisk prioritering att vara nyckeln för att nå övergången till grön energiförsörjning. Varför använda en hög entalpi energikälla som grön gas eller biomassa för en låg entalpi användning, såsom uppvärmning?
sammanfattning
| karakteristik | grund geotermisk | djup geotermisk |
| Djupområde | inget tillstånd för borrning, standardborrningsområde upp till cirka 150 meter | tillstånd för borrning krävs, borrdjup >150 meter till 5.000 meter |
| temperaturnivå | 0 C till <30 C till | 30 C till 200 C |
| termisk kapacitet | <10 kW till <5 MW | 1 MW till > 50 MW |
| elproduktion | ingen elproduktion möjlig | binär cirkel: 90 C-200 C direkt användning: > 200 kg |
| kylning | frikylning | forcerad kylning (adsorption, absorption) |
| värmeförsörjning | enskilda byggnader 5G värme-och kylnät | industriell värme 2G till 4G värmenät |
för mer information om MUSE och geotermisk energi i allmänhet, kontakta vår projektkoordinator:
Gregor Goetzl, [email protected]
andra MUSE-inlägg:
- rättslig ram, förfaranden och politik för grund geotermisk energianvändning i EU och MUSE – partnerländerna
- BBC – artikel om MUSE-aktiviteter i Cardiff
- Pilotområdesaktiviteter – #14 bedömning av grunda geotermiska energiresurser i Warszawas tätbebyggelse, Polen
- Pilotområdesaktiviteter – #13 geofysisk undersökning och övervakning av grundvatten i Bryssel, Belgien
- MUSE på ”egu2020: Dela Geoscience Online – – gratis geovetenskapskonferens online
- Pilotområdesaktiviteter – #12 termisk grundvattenanvändning i det urbaniserade området Zagreb, Kroatien