Superhot Rock Energy Glossar

Der Beginn der Weisheit ist die Definition von Begriffen (Sokrates, ca. 400 v. Chr.).

Dieses Glossar enthält eine Reihe grundlegender Begriffe über geothermische Systeme und einige der für ein erfolgreiches geothermisches Projekt erforderlichen Komponenten. Es konzentriert sich auf superheiße Gesteinsenergie, eine Hochtemperaturform der Geothermie. Ziel dieses Glossars ist es, ein schnelles Nachschlagewerk für eine Reihe von Akteuren im Bereich der Geothermie zu schaffen und die oft uneinheitlichen und unklaren Definitionen von geothermischen Begriffen in der veröffentlichten Literatur und in technischen Berichten zu vereinfachen. Wir hoffen, dass dieses Glossar der Geothermie-Branche helfen wird, sowohl intern als auch extern klarer zu kommunizieren.

Die geothermischen Begriffe in diesem Glossar sind in Abschnitte gegliedert. In jedem Abschnitt sind die Begriffe in der Reihenfolge ihrer Beziehung zueinander aufgeführt. Kursiv gedruckte Wörter werden an anderer Stelle des Glossars definiert.

Dieses Glossar ist ein Projekt des Superhot Rock Energy-Teams von Clean Air Task Force. Clean Air Task Force (CATF) ist eine globale gemeinnützige Organisation, die sich für den Schutz vor den schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels einsetzt, indem sie die rasche Entwicklung und den Einsatz von kohlenstoffarmen Energien und anderen klimaschützenden Technologien vorantreibt. Mit 25 Jahren international anerkannter Expertise in der Klimapolitik und einem leidenschaftlichen Engagement für die Erforschung aller potenziellen Lösungen ist CATF eine pragmatische, nicht ideologische Interessenvertretung mit den mutigen Ideen, die für die Bewältigung des Klimawandels erforderlich sind. CATF hat Büros in Boston, Washington D.C. und Brüssel, mit Mitarbeitern, die virtuell rund um die Welt arbeiten.

CATFDas Superhot Rock Energy Team ist eine Gruppe von Wissenschaftlern, Industriepraktikern und politischen Visionären, die sich der Dekarbonisierung des Energiesektors durch superheiße Gesteinsenergie verschrieben haben. Unser Ziel ist es, die Demonstration und Kommerzialisierung von SHR überall auf der Welt zu erreichen, um einen erschwinglichen Zugang zur größten unerschlossenen Energiequelle der Erde zu ermöglichen. Erfahren Sie mehr unter catf.us/superhot-rock.

Kredite

Hauptakteure: Dr. Graham Banks, leitender Geowissenschaftler, Route to Reserves Consulting Inc.; Dr. Philip Ball, Leiter der Geothermie-Innovation, Clean Air Task Force; Projektleiter: Terra Rogers, Superhot Rock Energy Program direktor, Clean Air Task Force

Andere Mitwirkende und Gutachter: Dr. Bruce Hill, Ann Garth, Jenna Hill, Clean Air Task Force; Prof. Dornadula Chandrasekharam, Izmir Institute of Technology, Türkei; Bastien Poux, Aetna Geothermal Limited; Dr. Amy Whitchurch, The Geological Society of London

©Clean Air Task Force, 114 State Street, Boston, MA 02108 USA - catf.us

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1. Begriffe im Zusammenhang mit der inneren Wärme der Erde und ihrer Nutzung

Energie: die Fähigkeit (Kapazität), Arbeit zu verrichten. Energie wird in Joule (J), Kalorien oder British Thermal Units (BTU) gemessen.

Energiedichte: die Gesamtmenge an Energie innerhalb eines Systems pro Volumeneinheit, z. B. die Kalorien in einer Packung Erdnüsse.

Geothermische Energie ist eine günstige Form der erneuerbaren Energie weil sie eine höhere Energiedichte für ein Gebiet auf der Erdoberfläche hat als die Grundfläche Flächen anderer erneuerbarer Energie Quellen. Superheißes Gestein geothermische Vorkommen weisen eine höhere Energiedichte auf als flachere geothermische Vorkommen.

Thermisch: ein Adjektiv, das sich auf Wärme oder Temperatur.

Thermische Energie: eine Kategorie von Energie die in einem System gespeichert/behalten wird System und für seine Temperatur verantwortlich ist (Khan Academy, 2023). Sie ist nicht dasselbe wie Wärme.

Wärmeleitfähigkeit: ein Maß für die Fähigkeit eines Materials (Flüssigkeiten, Gestein und Böden), Wärme zu leiten oder zu übertragen. Dies ist für die Planung von geothermischen Bohrungen und unterirdischen Energiespeichersystemen von großer Bedeutung (z. B. Oliveira, 2021). Der Kehrwert der Wärmeleitfähigkeit ist der spezifische Wärmewiderstand.

Wärme: der Fluss von Wärmeenergie zwischen zwei Objekten oder zwei Orten (z. B. vom Gestein zum Grundwasser) aufgrund eines Temperaturunterschieds zwischen ihnen (Temperaturgefälle).

Wärme kann in Arbeit umgewandelt werden (UoC, 2023). Geothermische Systeme nutzen die natürliche Wärme aus dem Erdinneren, um Geräte zu betreiben, die Gebäude erwärmen (oder kühlen), um Strom zu erzeugen Stromoder für andere industrielle Zwecke.

Geothermisch: ein Adjektiv, das sich auf Wärme innerhalb der Erde.

Geothermische Energie: Wärmeenergie im Inneren der Erde. Geothermische Energie wird derzeit aus einer Tiefe von einigen Metern bis zu einigen Kilometern unter der Erdoberfläche gewonnen, um sie als praktische Energiequelle zu nutzen (geändert nach UoB, 2023).

Geothermische Energie ist eine saubere, erneuerbare Energiequelle Energie während des gesamten Tageszyklus des Strombedarfs.

Geothermischer Gradient: die Geschwindigkeit der Temperaturänderung mit zunehmender Tiefe in der Erde.

Im Allgemeinen steigt die Temperatur in den meisten Teilen der oberen Erdkruste um 25 bis 30 °C pro Kilometer Tiefe (0,014 bis 0,016 °F pro 100 Fuß Tiefe) (Fredleifsson et al., 2008). Einige geologische Gegebenheiten wie magmatische Provinzen und Riftsysteme weisen einen steilen geothermischen Gradienten auf und ermöglichen geothermische Reservoirs in nur wenigen Kilometern Tiefe sehr heiß sein können und in Reichweite einer Bohrlochs. Der geothermische Gradient wird in °C pro Kilometer oder °F pro 100 Fuß gemessen.

Hydrothermal: ein Adjektiv, das sich auf heißes Wasser, die Wirkung von heißem Wasser oder die Produkte dieser Wirkung bezieht (Mindat, 2023). Siehe hydrothermales System und konventionelle geothermische Energieerzeugung für Einblicke in hydrothermale Parameter in geothermischen Projekten.

Wärmedichte: die Gesamtmenge an Wärme pro Volumeneinheit, z. B. Joule in einem Kubikmeter Gestein.

Wärmeausstattung: die Quantität und Qualität der geothermischen Wärme in einer bestimmten geografischen Region oder Tiefe.

Die Wärmeausstattung kann verwendet werden, um den natürlichen Wärme-'Reichtum' verschiedener Regionen zu vergleichen und einzustufen. Zu den Bewertungsfaktoren gehören WärmedichteTiefe der Lagerstätte, Art des geothermischen Vorkommens und verfügbare Technologie.

Wärmeübertragung: die Bewegung von Wärme von einem Stoff oder Material zu einem anderen, z. B. durch Gestein, von Gestein zu Flüssigkeit oder von Flüssigkeit zu Turbine.

Kommerziell hydrothermale Systeme befinden sich oft dort, wo der innere Wärmetransfer der Erde Wärmeübertragung oder geothermischer Gradient höher ist als der Durchschnitt der oberen Erdkruste. Die wichtigsten Arten der Wärmeübertragung in geothermischen Systemen sind Advektion, Konduktion und Konvektion. Die Wärmeübertragung ist auch ein Teilgebiet der Technik, das sich mit der Erzeugung, Nutzung, Umwandlung und dem Austausch von thermischer Energie zwischen physikalischen Systemen.

Wärmestrom: Wärmeübertragung pro Fläche pro Zeitspanne, z. B. Joule Energie pro Sekunde pro Quadratmeter. Synonyme sind thermisch fluss, Wärme flussdichte, Wärme Flussdichte und Wärme Intensität des Wärmestroms, wobei der Begriff "Wärmestrom" überflüssig ist, da "Strom" in dem Wort "Wärme" enthalten ist Wärme.

Konduktion [Geothermie]: Wärmeübertragung durch Gesteine oder Flüssigkeiten, die in Kontakt sind, sich aber nicht bewegen.

Konduktion ist die häufigste Art der Wärmeübertragung auf der Erde, und zwar von einer Region mit höherer Temperatur zu einer Region mit niedrigerer Temperatur (z. B. die Erdoberfläche). Sie ist ein weniger effizienter Wärmeübertragungsmechanismus als Konvektion für geothermische Projekte. Petrothermische Systeme haben konduktive Wärmeübertragung bis sie so konstruiert sind, dass sie die konvektiven Wärmeübertragung. Geothermische Kreisläufe mit geschlossenem Kreislauf verlassen sich auf Wärme Wärmeleitung aus dem Gestein in das Rohr, das die unterirdische Arbeitsflüssigkeit enthält .

Advektion [Geothermie]: schnelle Wärmeübertragung von Wärme durch magmatische oder wasserhaltige Fluide (Allen und Allen, 2013).

Die advektive Wärmeübertragung wird durch die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsströmung gesteuert, zum Beispiel durch durchlässiges Gestein von einer Region mit höherer Temperatur im Erdinneren zu einer Region mit niedrigerer Temperatur (Boden 2016).

Konvektion [Geothermie]: Wärmeübertragung durch die physikalische Bewegung von Molekülen (d. h. von Flüssigkeit). Das Wort wird in zwei Zusammenhängen verwendet: (a) für Flüssigkeiten, die auf einer Kreisbahn fließen, und (b) für die Wärmeübertragung aus dem Gestein in eine sich bewegende Flüssigkeit, die mit dem Gestein in Kontakt kommt.

Der kreisförmige Fließweg wird durch den Flüssigkeitsauftrieb (heiße, weniger dichte Flüssigkeit steigt auf und kühle, dichtere Flüssigkeit sinkt ab) oder geothermische Gradienten (Fowler, 1990). Dieser Begriff wird häufig verwendet, um die Kombination von Wärmeleitung und Advektion. Überhitztes Gestein geothermische Vorkommen müssen wahrscheinlich bearbeitet werden, um die Wärme und die Fluidkonvektion in tiefen, superheißen Gesteinen zu erhöhen. Ein Beispiel ist ein geothermischer Kreislauf mit offenem Kreislauf.

Thermodynamik: ein Wissenschaftszweig, der sich mit den Beziehungen zwischen WärmeArbeit, Temperatur und Energie.

Im Großen und Ganzen befasst sich die Thermodynamik mit der Übertragung von Energie von einem Ort oder einer Form in eine andere (Drake, 2023).

Enthalpie [Reservoir]: die Messung der Energie oder Gesamt Wärme in einem thermodynamischen System.

Die Enthalpie wird verwendet, um die Energie eines Systems, Wärmeübertragungund geleistete Arbeit (Libretexts, 2023). Geothermische Systeme können Nieder-, Mittel-, Hoch- oder Superhochenthalpie sein.

Die Enthalpie des Reservoirs unterscheidet sich von der Enthalpie des Arbeitsmittels.

• Low-enthalpy is used to describe low temperature (e.g., reservoir temperatures are less than 90°C, <194°F) and low pressure conditions. The liquid is generally used to provide direct heat or to cool buildings.
• Mittel-Enthalpie wird verwendet, um moderate Temperaturen zu beschreiben (z. B., Vorratsbehälter Reservoirtemperaturen von 90°C bis 150°C, 194°F bis 302°F) und moderate Druckbedingungen. Die Flüssigkeit wird für die direkte Wärme und/oder zur Erzeugung von elektrischer Energie.
• Hochenthalpie wird verwendet, um hohe Temperaturen zu beschreiben (z. B., Vorratsbehälter (z. B. Lagerstättentemperaturen von 150°C bis 374°C, 302°F bis 705°F) und mäßigen Druckbedingungen. Sie erzeugen Dampf, der zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet wird Energie. Sie befinden sich im Allgemeinen in Regionen der Erdkruste, in denen hohe Temperaturen in geringer Tiefe herrschen, zum Beispiel in aktiven magmatischen Provinzen und jungen Riftsystemen.
• Superhochenthalpie wird verwendet, um sehr hohe Temperaturen zu beschreiben (z. B., Reservoir Lagerstättentemperaturen von mehr als 374°C, >705°F) und hohe Druckbedingungen. Superheißes Gestein geothermische Vorkommen werden als Super-Hochenthalpie-Lagerstätten modelliert. Sie würden eine große Menge an Wärme an die Erdoberfläche in superkritisch und überhitzten Flüssigkeiten mit einer sehr hohen Energiedichtezur Erzeugung einer großen Menge elektrischer Leistung.

Leistung [Geothermie]: die Menge an Energie die von einer Komponente eines geothermischen Systems zu einer anderen pro Sekunde.

Typisch, geothermische Kraftwerke nutzen Wärme-wärmende Flüssigkeiten, die aus hydrothermalen Reservoiren zur Erzeugung elektrischer Strom oder Wärme. Die Leistung wird in Watt (W) gemessen.

Leistungsdichte: die Leistung die pro Massen-, Flächen- oder Volumeneinheit erzeugt wird; zum Beispiel die elektrische Leistung, die pro Quadratmeter auf der Erdoberfläche erzeugt wird.

Die Leistungsdichte ist nützlich, um die Menge der Leistung die von einzelnen Leistung Quellen erzeugt wird.

Kapazität: eine Gruppe von Begriffen, die sich auf Messungen beziehen, die (a) die Speicherung oder Bereitstellung einer Substanz oder Energie oder (b) die Erzeugung, Übertragung und Abnahme von Energie.

Geothermische Kraftwerke haben einen hohen Kapazitätsfaktor im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energie Das bedeutet, dass sie fast immer mit maximaler Kapazität arbeiten können. Der Wirkungsgrad eines geothermischen Anlage gibt an, wie viel von seiner Wärme Kapazität (Megawatt an Wärme an die Erdoberfläche gebracht wird) in elektrische Energie umgewandelt werden kann Leistung Kapazität (Megawatt Elektrizität) umgewandelt werden. Geothermische-erzeugte Elektrizität wird gemessen an der Kapazität und Energie oder Wärme.

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2. Geothermische Gesteins- und Fluidparameter, Bedingungen und Standorte

Matrix [Gestein]: der feste Teil einer Gesteinsmasse, der die Poren enthält, Klüfte und Fluide enthält.

Reservoir: ein Begriff, der entweder (a) ein Gesteins- oder Magmavolumen bezeichnet, das thermische Energie (im engeren Sinne ein geothermische Reservoir) oder (b) ein Gesteinsvolumen mit flüssigkeitsgefüllten Poren oder Klüfte wo die Erd Wärme aus dem Gestein in die Flüssigkeit übertragen wird (streng genommen ein hydrothermale Lagerstätte).

Wärme Wärme und Flüssigkeiten werden im Reservoir durch die umgebenden undurchlässigen Gesteine. Geothermische Bohrungen werden gebohrt zur Gewinnung von Wärme aus Reservoiren durch hydrothermale Systeme, geschlossenen Kreisläufen Kreisläufe, technische geothermische Systemeoder andere Methoden der geothermischen Wärmegewinnung.

Pore [Gestein]: ein Hohlraum zwischen Körnern oder Kristallen in einem Gestein, der Flüssigkeiten enthalten kann

Porosität [Gestein]: das Verhältnis zwischen dem Volumen der Poren in einem Gestein und dem Gesamtvolumen des Gesteins, d. h. die Fähigkeit des Gesteins, eine Flüssigkeit aufzunehmen. Sie wird in Prozent des Gesteinsvolumens ausgedrückt.

Die Porosität wird in der Geologie, im Ingenieurwesen und geothermischen Ressourcen Berechnungen, weil Gesteins Poren gefüllt sind mit erhitzten Fluiden gefüllt sind. Die Poren müssen mit anderen Poren verbunden sein Poren damit die hydrothermalen Fluide konvektieren können Wärme. Es gibt mehrere Porositätstypen, die für folgende Bereiche relevant sind geothermische Ressourcen einschließlich Gesamtporosität, primäre (Matrix) Porosität, Rissporosität (sekundäre) Porosität, isolierte Porosität und verbundene (effektive) Porosität (z. B. Hook, 2003; Tiab und Donaldson, 1996).

Permeabel [Gestein]: die Fähigkeit eines Gesteins, den Durchgang von Flüssigkeiten zu ermöglichen, ohne dass die Poren reißen oder verschoben werden (TCD, 1899). Das Antonym ist undurchlässig. Ein undurchlässiges Gestein wird manchmal informell als "trockenes Gestein" bezeichnet.

Durchlässigkeit: die Fähigkeit eines porösen Gesteins, Flüssigkeiten durchzulassen.

Die Permeabilität wird in der Geologie, im Ingenieurwesen und bei geothermischen Ressourcen Berechnungen verwendet, weil Wärmeübertragung in konvektiven geothermischen Systemen erfordert Durchlässigkeit. Es gibt mehrere Arten von Durchlässigkeit, die für geothermische Systeme relevant sind Systeme einschließlich der primären (Matrix) Durchlässigkeit, sekundäre (Fraktur) Permeabilität und effektive Permeabilität (z. B. Tiab und Donaldson, 1996). Sie wird in der Einheit Darcy gemessen.

Undurchlässiges [Gestein]: Ein Gestein, das den Durchgang von Flüssigkeiten nicht zulässt (Oxford Learner's Dictionaries, 2023a).

Bruch [Verb]: der Vorgang des Knackens, der Spaltung oder des Bruchs eines Gesteins.

Bruch [Substantiv]: ein allgemeiner Begriff für verschiedene Arten von Brüchen in einem Gestein - zum Beispiel Verwerfungen und Klüfte -, die Folgendes enthalten können Poren und Fluide enthalten können.

Verbundene Netzwerke offener Brüche verbessern die Durchlässigkeit und Speicherkapazität eines hydrothermalen Reservoirs. Dies ermöglicht Fluide und Wärme zu einer geothermischen Förderbohrung.

Schaffung von Durchlässigkeit: die Anwendung verschiedener technischer Verfahren zur Schaffung von Flüssigkeitswegen im Gestein, wie z. B. die Verstärkung von Rissen oder die Schaffung von Durchlässigkeit durch hydraulischen Druck oder Temperaturunterschiede.

Beispiele sind die Erweiterung natürlicher Brüche (Stimulation), die Schaffung neuer Frakturenoder die Installation eines geschlossenen geothermischen Kreislaufs. Ziel ist es, die Geschwindigkeit und Menge der Wärme Wärmeentzug aus dem thermischen Reservoir. Durch die Schaffung von Durchlässigkeit wird ein thermisches Reservoir in ein hydrothermales Reservoir umgewandelt.

Sedimentgestein: eine Vielzahl von Gesteinsarten, die aus Bruchstücken anderer Gesteine (z. B. Sandstein), aus komprimierter organischer Materie (z. B. Kohle) oder von einst lebenden Organismen (z. B. Korallenkalk) gebildet werden.

Sedimentgesteine bilden sich in der Regel in niedrig gelegenen Gebieten der Erdoberfläche, z. B. in Sedimentbecken in Riftsystemen. Einige Sedimentgesteine und Becken beherbergen leitfähige hydrothermale Reservoirs. Sie bieten im Allgemeinen eine höhere natürliche Porosität und Durchlässigkeitund einfachere Bohrbedingungen als kristallines Gestein Lagerstätten.

Kristallines [Gestein]: eine Vielzahl von Gesteinsarten, die durch Kristallisation aus (a) Magma oder Lava (d. h. Eruptivgestein) oder (b) durch erhöhten Druck und/oder hohe Temperaturen verändertem Gestein (d. h. metamorphes Gestein) entstehen.

Kristalline Gesteine beherbergen leitfähig geothermische Systeme und konvektive hydrothermale Systeme. Sie können ein geringeres hydrothermales Reservoir Kapazität als Sedimentgestein Lagerstätten weil ihre eng verzahnten Kristalle eine geringe Matrix Porosität und Durchlässigkeit. Sie können jedoch größere Klüfte und vertikale Durchlässigkeit als Sedimentgesteinslagerstätten, die Wärme aus dem Erdinneren in eine geringe Tiefe bringen könnten. Dies macht kristalline Gesteine zu attraktiven Reservoirs für superheiße Gesteine geothermische Vorkommen. Kristallines Gestein kann so bearbeitet werden, dass es konvektiven hydrothermalen Systemen.

Kristallines Gestein wird manchmal auch als "Keller", "Grundgestein" oder "Kellerreservoir" bezeichnet. Allerdings ist "Keller" kein empfohlener Begriff für die Geothermie Industrie nicht zu empfehlen, es sei denn, er wird zusammen mit anderen Begriffen verwendet, z. B. "wirtschaftliches Fundament", seismisch Grundgebirge, natürlich frakturiert Grundgebirge Lagerstätteusw. (Banks und Peacock, 2020).

Kristallines Gestein wird manchmal als "Grundgestein" bezeichnet. Allerdings ist "Grundgestein" kein empfohlener Begriff für die Geothermie Industrie nicht empfohlen, da Grundgestein aus kristallinen oder nicht kristallinen Gesteinsarten bestehen kann.

Unterirdisches Arbeitsmedium: das Geofluid oder das eingeleitete Arbeitsmedium das in natürlichen oder künstlichen hydrothermalen Reservoiren sowie in offenen und geschlossenen geothermischen Kreisläufen erhitzt wird .

Geofluid: natürlich vorkommende Sole, Wasser, Dampf oder überkritisches Fluid im Erdinneren oder an der Erdoberfläche.

Geofluid ist ein wesentlicher Bestandteil eines hydrothermalen Systems denn es überträgt geothermische Energie auf die Erdoberfläche überträgt. Es hat wenig monetären Wert. Der Wert liegt in der geothermischen Energie die sie überträgt. Eine Ausnahme ist geothermische Sole, die Mineralien wie Lithium in ausreichend hohen Konzentrationen enthalten kann, um gewonnen und verkauft zu werden. Geofluid wird manchmal als Grundwasser oder Formationswasser bezeichnet (z. B. Moeck, 2014), aber von diesen Begriffen wird abgeraten, weil sie nicht vermitteln, dass Geofluide überkritischer Dampf, Dampf oder Sole sein können.

Eingeleitetes Arbeitsfluid: Fluid, das von Ingenieuren entnommen und in ein geothermisches Reservoir das nicht über genügend Geofluid.

Dieses eingeleitete Fluid kann ein Gemisch aus Wasser, Dampf, Sole oder Kohlendioxid sein. Die Begriffe "künstliches Fluid" und "injiziertes Fluid" (z. B. Moeck, 2014) werden nicht empfohlen, da ein eingeleitetes Arbeitsmittel noch natürlich sein kann und Geofluide auch (wieder) injiziert werden können.

Superhot [Fluid]: ein umgangssprachlicher Begriff für sehr heiße Fluide, die tief in der Erdkruste entstehen.

Die Temperatur, der Druck und der physikalische Zustand sind nicht definiert.

Überhitzte [Flüssigkeit]: eine Substanz, die oberhalb ihrer Siedetemperatur flüssig bleibt (Roy, 2001) oder reiner Wasserdampf, der an der Erdoberfläche 374°C (705°F) überschreitet.

Überhitzte Flüssigkeit hat eine hohe thermische Kapazitätdie ihrerseits eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Überhitzte Flüssigkeit kann übertragen Wärme übertragen mit sehr hoher Energiedichte aus einem überhitztem Gestein geothermisches Reservoir. Dies könnte genutzt werden, um eine höhere Leistungsdichte als hydrothermale Systeme. Überhitztes Fluid unterscheidet sich von überkritischem Fluid weil es den kritischen Druck des Fluids noch nicht erreicht hat (siehe Abbildung 9). Zahlreiche geothermische Bohrungen wurden in überhitztes Fluid gebohrt.

Überkritischer [Zustand]: Eine Substanz, die bei einer Temperatur und einem Druck vorliegt, bei denen es keine getrennten Flüssigkeits- und Gasphasen gibt. Dies wäre bei Wasser über 374°C (705°F) und über 22 MPa (3205 PSI) der Fall.

Überkritisches Wasser ist ein Dampf, der die wärmeübertragende Kapazität einer Flüssigkeit hat, aber mit der Leichtigkeit von Dampf fließt. Überkritische Flüssigkeiten können Wärme übertragen mit sehr hoher Energiedichte aus dem thermischen Reservoir eines überhitzten Gesteins geothermisches Reservoir. Dies könnte zur Erzeugung einer höheren Leistungsdichte als herkömmliche hydrothermale Systeme. Modellierung deutet auf überkritisches Fluid aus einem überhitzten Gestein hin geothermisches Gebiet fünf- bis achtmal mehr thermische Energie übertragen thermische Energie an die Erdoberfläche übertragen als ein Fluid aus konventioneller geothermischer Energiegewinnung (Johannsson, 2016; CATF, 2022b). Wenige Bohrungen haben überkritisches Fluid angetroffen (Reinsch et al., 2017). Die Forschung zur Nutzung überkritischer Fluide für die Gewinnung geothermischen Ressourcen.

Kreislauf: eine Reihe von Komponenten, die einen kreisförmigen Pfad oder Weg für einen Flüssigkeitsstrom bilden, z. B. um einen geothermische Kreisläufe mit offenem Kreislauf und geschlossenen geothermischen Kreisläufen.

Superheißes Gestein: Eine unterirdische geologische Gesteinsressource, die in-situ bei oder oberhalb der überkritischen Temperatur von Wasser, 374°C in entionisiertem Wasser (oder höher in Salzlake).  

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3. Arten von geothermischen Systemen und thermische Energieübertragung

System: Eine Gruppe von Dingen, Komponenten, Ausrüstungsgegenständen usw., die miteinander verbunden sind oder zusammenarbeiten (Oxford Learner's Dictionary, 2023b).

Hydrothermales System: die Kategorie der geothermischen Systeme mit konvektiver Wärmeübertragung in einem natürlich vorkommenden Geofluid.

Alle hydrothermalen Systeme sind geothermische Systeme Systeme. Nicht alle geothermischen Systeme sind hydrothermal Systeme. Die derzeit kommerziell betriebenen hydrothermalen Systeme sind konventionelle geothermische Energie Systeme. Ihre Wärme-führenden Geofluid, Reservoir Speicherung Kapazitätund Gestein Durchlässigkeit von Natur aus von ausreichender Qualität sind, um Wärme zur Erdoberfläche zu leiten. Hydrothermale Systeme können aus geringem Durchlässigkeit geothermischen Systemen durch technische Eingriffe (siehe Technisches geothermisches System).

Konventionelle geothermische Energie [Erzeugung]: Lieferung von thermischer Energie aus oberflächlichen oder tiefen hydrothermalen Reservoiren an die Erdoberfläche ohne ein eingeleitetes Arbeitsmedium.

Die Technik ist mit technologisch ausgereiften und kommerziell verfügbaren Methoden gut etabliert (Deb, 2021). Beheiztes Geofluid wird hochgepumpt Produktionsbohrungen und in einer geothermischen Anlage. Das abgekühlte Geofluid wird dann durch Reinjektionsbohrungen um durch das heiße Erdreich zu zirkulieren, durchlässigen Reservoir und wieder zu erwärmen. Die Menge des Geofluid und natürliche Reservoir Durchlässigkeit ist ausreichend, um eine groß angelegte Heizung oder Strom Stromerzeugung. Einige erzeugen Strom zu wettbewerbsfähigen Preisen (Malek et al., 2022). Das Gegenstück dazu ist unkonventionelle Geothermie (z. B. Deb, 2021) Energieerzeugung.

Unkonventionelle geothermische Energieerzeugung: Lieferung von thermischer Energie aus oberflächennahen oder tiefenDurchlässigkeit geothermischen Reservoiren an die Erdoberfläche durch eingeleitete Arbeitsflüssigkeit (im offenen Kreislauf oder geschlossenen Kreisläufen Kreisläufen) und/oder das Engineering der der Lagerstätte Durchlässigkeit. Diese Techniken haben sich kürzlich bewährt oder befinden sich noch in der Entwicklung. Geothermische Ressourcen aus superheißem Gestein werden genutzt zur Erzeugung von unkonventioneller geothermischer Energie. Das Gegenstück dazu ist konventionelle geothermische Energiegewinnung.

Geothermisches System (EGS): ein geothermisches System System das Ingenieure künstlich geschaffen oder verbessert haben.

Entwickelte geothermische Systeme werden in einer Vielzahl von geothermischen Gebieten die über heißes Gestein, aber unzureichende Reservoir Qualität. Menschliche Eingriffe verstärken die Wärme Wärmeaustausch zwischen dem heißen Gestein und dem unterirdischen Arbeitsmediumdurch: (a) Schaffung von Durchlässigkeit und Stimulation derLagerstätte (modifiziert nach Moeck, 2014), (b) Erhöhung der anfänglichen Menge an unterirdischen Arbeitsfluids durch Injektion von Flüssigkeit in das Gestein, und/oder (c) Reinjektion und Rezirkulation des unterirdischen Arbeitsfluids. EGS wird oft als Synonym verwendet für Verbesserte geothermische Systeme. Superheißes Gestein ist ein geothermisches Spiel die wahrscheinlich ein technisches Verfahren erfordern wird. (Tester et al., 2006, Breede et al., 2013.)

Enhanced Geothermal System (EGS): ein Synonym für technisiertes geothermisches System (z.B., DOE, 2016) und Geothermie der nächsten Generation Projekte, das sich in der geothermischen Literatur etabliert hat.

Offener Kreislauf [geothermischer Kreislauf]: ein Kreislauf, der ein unterirdisches Arbeitsmittel enthält, das im hydrothermalen Reservoir erhitzt wird hydrothermalen Reservoir in direktem Kontakt mit dem Gestein Poren und Klüften.

Offene Kreisläufe arbeiten derzeit in flachen und tiefen, hydrothermalenund technischen geothermischen Systemtypen. Die Flüssigkeit steigt in einem Produktion Bohrung und wird zum Betrieb einer Wärme oder Strom Gerät an der Erdoberfläche zu betreiben. Die gekühlte Flüssigkeit wird durch eine Reinjektion Brunnen zurück in das hydrothermales Reservoir Gestein, absorbiert mehr Wärmeund fließt dann zurück zu einer Produktionsbohrung. Offener Kreislauf Kreisläufe könnten in superheißem Gestein funktionieren geothermischen Gebieten. Sie erfordern möglicherweise große Mengen an eingeleiteter Flüssigkeit weil ein Teil der Flüssigkeit in die hydrothermalen Reservoir bei jeder Flüssigkeitszirkulation verloren geht.

Geschlossener Kreislauf [geothermischer Kreislauf]: ein Kreislauf mit einem unterirdischen Arbeitsmedium, das in der Lagerstätte erhitzt wird Reservoir ohne direkten Kontakt zum Gestein Poren und Klüften. Stattdessen wird das unterirdische Arbeitsflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf aus tief vergrabenen Rohren, die die Erdwärme Wärme.

Geothermische Systeme mit flachem, geschlossenem Kreislauf Systeme sind bereits seit Jahrzehnten in Betrieb, und tiefe und nächste Generation Geothermieprojekte der nächsten Generation befinden sich in der Entwicklung. Die Vorteile eines tiefen, geschlossenen Kreislaufs geothermischen Kreislaufs umfassen: (a) keine Notwendigkeit für ein Geofluid(b) keine Notwendigkeit, dass das heiße Gestein durchlässig(c) das gesamte eingeleitete Flüssigkeit und (d) die Möglichkeit, Methoden und Logik zu adaptieren, die bereits für flaches Gestein existieren, geschlossenen Kreislauf geothermische Kreisläufe.

Geothermische [Projekte] der nächsten Generation: ein Oberbegriff für eine Vielzahl von hydrothermalen und technische Geothermieprojekte die sich in der Forschungs- oder Testphase der Entwicklung befinden, einschließlich der geothermischen Nutzung vonsuperheißem Gestein.

Eine oder mehrere Komponenten eines Geothermieprojekts der nächsten Generation weisen eine für die Kommerzialisierung unzureichende Qualität auf und müssen durch innovative Geowissenschaft und Technik verbessert werden (Deb, 2021). Das Ziel ist die Verbesserung der unterirdischen Wärme Wärmeaustausch zwischen dem heißen Gestein und dem unterirdischen Arbeitsmedium.

Energie aus superheißem Gestein: Geothermische Energie extrahiert aus überhitztem Gestein zur Erzeugung von Wärme und/oder Strom.  

Petrothermales System: eine Art von geothermischem System Systems bei dem davon ausgegangen wird, dass keine förderbaren Geofluide weil sich der unterirdische Wärmetauscher in undurchlässigen Gestein unterhalb eines hydrothermalen Systems/Grundwasserleiter (modifiziert nach Moeck, 2014; Min et al., 2018; UoB, 2023).

Um die Wärme der Erde zu gewinnen, muss das geothermische Reservoir in ein hydrothermales Reservoir umgewandelt hydrothermales Reservoir (siehe Technisches geothermisches System). Die Geothermie aus heißem, trockenem Gestein ist eine Kategorie der petrothermalen Systeme.

Geothermische Hybridsysteme oder Multisystem-Hybride: Systeme die (a) zwei geothermische Systeme koppeln System wie z. B. technische geothermische Systeme und fortschrittliche geothermische Systeme oder konventionelle hydrothermale Systemeoder (b) zwei verschiedene Energiesysteme Systeme wie z. B. Solar und Geothermie, direct air capture und Geothermie, Wasserstoff und Geothermie, Energiespeicherung und Geothermie usw.

Diese Systeme können in einer Vielzahl von Gesteinsarten eingesetzt werden (Beard und Jones, 2023).

Fortgeschrittenes geothermisches System (AGS): ein umgangssprachlicher Begriff für einige tiefe, geschlossene geothermische Kreisläufe und einige Arten von Geothermie der nächsten Generation Konzepte.

Geothermische [Lagerstätte] mit Frakturen: die Reservoir in hydrothermalen und technisierten geothermischen Systemen, bei denen Wärmeübertragung erfolgt in Frakturen Netzwerken innerhalb Sedimentgestein oder kristallinem Gestein.

Geothermie in kristallinem Gestein [Reservoir]: das Reservoir in hydrothermalen und technischen geothermischen Systemen, bei denen die unterirdische Wärme Wärmetauscher im kristallinen Gesteinen. Es kann sich um eine niedrige, mittlere, hohe oder superhoheEnthalpie geothermischen Systemund ein leitfähigen oder konvektiven geothermisches System. Geothermische Ressourcen aus superheißem Gestein befinden sich wahrscheinlich in kristallinen geothermischen Gesteinsreservoiren.

Geothermie-Pachtvertrag: eine Urkunde, mit der ein Landeigentümer die Erkundung - und Förderung - vongeothermischen Fluiden oder Wärme in seinem Lizenzgebiet erlaubt, in der Regel gegen Zahlung einer Lizenzgebühr (geändert nach Law Insider, 2023a).

Zu den Pachtkategorien gehören Pachtverträge für technische Studien, Explorationspachtverträge, Schätzungspachtverträge und Produktionspachtverträge, je nach Reifegrad der Exploration und Produktion des Projekts. Ein Pachtvertrag kann enthalten geothermische Leitungen, geothermische Aussichtenund/oder geothermische Felder.

Geothermisches Spiel: der Teil eines geothermischen Systems, der ein Wärmereservoirdessen unterirdische Arbeitsflüssigkeit (entweder nativ oder eingeleitet) und/oder eine Gruppe von geothermischen Felderngeothermische Entdeckungen, geothermische Aussichten und/oder geothermische Leitung - die sich geologisch ähneln und gemeinsame Risiken aufweisen (modifiziert nach Doust, 2009) - alle umgeben von Gesteinen mit geringer Durchlässigkeit.

Das Spiel ist ein nützliches Konstrukt zur Beschreibung der räumlichen Lage und des Geldwerts eines Portfolios ähnlicher geothermischer Felder. Das Play-Konzept ermöglicht Geothermie Explorationsstrategieplanung, Risikomanagement, Landbewertung, Vorhersage von zukünftigen geothermischen Explorationserfolges und letztlich die optimale strategische Entscheidung über Gruppen von geothermischen Feldern und deren geothermischen Ressourcen. Viele geothermischen Vorkommen haben eine unzureichende Qualität, um in ihrem natürlichen Zustand kommerziell genutzt werden zu können. Ein oder mehrere geothermischen Spiel Komponenten, in der Regel der unterirdische Wärmetauscher, müssen verbessert oder geschaffen werden.

Geothermischer Vorsprung: eine vage definierte unterirdische geologische Struktur, die das Potenzial hat, eine geothermische Ressource zu enthalten.

Ein Geothermieexplorer führt ein erstes Screening des Erdreichs unterhalb eines geothermischen Pacht um mögliche Leads zu identifizieren. Die weiteren Arbeiten konzentrieren sich dann auf die Standorte dieser Spuren, um einige von ihnen zu "geothermischen Aussichten" aufzuwerten geothermische Aussichten. (geändert nach Jahn et al., 2008).

Geothermie-Prospekt: eine unterirdische, geologische Struktur oder Region mit Hinweisen darauf, dass sie ein hydrothermales Reservoir enthalten könnte hydrothermales Reservoir oder geothermische Lagerstätteenthalten könnte, das wirtschaftlich genutzt werden könnte.

Um eine geothermische Leitung 'aufzurüsten', müssen umfangreiche geologische Untersuchungen durchgeführt werden geothermische Spur zu einem geothermischen Prospekt. Das nächste Ziel ist die Festlegung einer Bohrstelle, um zu prüfen, ob die geothermische Prospektion ein hydrothermales Reservoir oder geothermisches Reservoir das einen Gewinn aus der Investition abwerfen könnte. Eine Gruppe von geothermischen Vorkommen ähnlicher Art bildet ein Projekt.

Geothermische Entdeckung: eine unterirdische geologische Struktur oder Region, in der ein hydrothermales Reservoir oder geothermische Lagerstätte nachgewiesen wurde, in der Regel durch eine Explorationsbohrung.

Eine geothermische Entdeckung liefert keine ausreichenden Informationen, um die Größe und Art der geothermischen Ressource und ob sie ein wirtschaftliches Potenzial haben.

Geothermische Ressource: der Anteil der gesamten geothermischen Energie eines Reservoirs geothermischen Energie der technisch aus der Erde gewonnen werden kann.

Die Energie ist entweder heute förderbar (d. h. Reserven), in der Zukunft förderbar, nachdem technologische, politische, steuerliche oder andere Unwägbarkeiten beseitigt wurden (d. h. bedingte Ressourcen), oder möglicherweise in der Zukunft förderbar, nachdem weitere geologische und technische Analysen durchgeführt wurden, um ihren Umfang zu bestimmen (d. h. prospektive Ressourcen) (geändert nach Tester et al., 2006).

Geothermisches Feld: ein lokalisiertes Volumen der Erdkruste, in dem eine geothermische Ressource aus einem Reservoir extrahiert werden kann Reservoir durch unterirdische Arbeitsflüssigkeiten und dann an einen Ort der Nutzung geliefert werden (geändert nach Moeck, 2014).

Ein geothermisches Feld kann sich über mehrere Kilometer Tiefe von der tiefen geothermischen Ressource bis zur Erdoberfläche erstrecken (geändert nach Grant und Bixley, 2011). Es umfasst die unterirdische Geologie, die Fluide, die Bohrungen und die Ausrüstung für die Bohrlochkomplettierung.

Ein geothermisches Feld kann im Besitz eines oder mehrerer Pächter sein. Ein Beispiel für ein geothermisches Feld, das mehreren Eigentümern in verschiedenen geothermischen Pachtverträgen ist das Geysers-Geothermiefeld in Kalifornien. Zur Optimierung der Geothermie-Pachtvertrag Management zu optimieren, wird der Anteil jedes Eigentümers durch einen Vereinheitlichungsprozess festgelegt.

Geothermisches Kraftwerk: eine auf der Erdoberfläche errichtete Industrieanlage zur Stromerzeugung Strom zu erzeugen.

Synonyme sind Geothermie Kraftwerk, Kraftwerk oder Erzeugungsanlage. Ein geothermisches Kraftwerk ist getrennt von einem geothermischen Feld, geothermische Entdeckung, Geothermie-Spielund/oder geothermisches System. Elektrisch Strom kann in einem geothermischen Kraftwerk mit verschiedenen Technologien erzeugt werden, je nach Temperatur und Beschaffenheit der an die Oberfläche gebrachten Flüssigkeit.

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4. Geothermische Standorte

Igneous province: eine Region der Erdoberfläche und des flachen Untergrunds, die Merkmale aufweist, die mit Vulkanen, heißem Magma oder Gesteinen, die magmatische und/oder natürlich radioaktive Wärme. Diese geologischen Gegebenheiten sind offensichtliche Ziele für geothermische Erkundung. Eine Unterkategorie der magmatischen Provinz ist ein magmatischer Hotspot der Erdkruste, zum Beispiel die Hotspots auf Island und Hawaii. In einigen Dokumenten wird der Begriff "magmatische tektonische Provinz" verwendet, aber dieser Begriff ist geologisch nicht eindeutig und wird nicht empfohlen.

Grabensystem: ein Tieflandbereich der Erdoberfläche, der mehrere Kilometer tief, Dutzende von Kilometern breit und Hunderte von Kilometern lang sein kann, wie zum Beispiel das ostafrikanische Grabensystem. Ein Grabensystem umfasst eine Gruppe von geologischen Merkmalen, die sich aufgrund von Spannungen (Dehnung) und Senkungen (Absenkung) innerhalb oder zwischen tektonischen Platten bilden. Viele geothermische Kraftwerke befinden sich in Riftsystemen, weil sie große geothermischen Gradienten, hohe Wärmedichteund Netzwerke von großen Klüften (z. B. Buiter et al., 2022; Goutorbe et al., 2011). Superheißes Gestein geothermische Vorkommen könnten in Riftsystemen auftreten.

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5. Geothermische und hydrothermale Verfahren

Lagerstättenmanagement: die Maßnahmen, die durchgeführt werden, um auf der Grundlage von Fakten, Informationen und Wissen die größtmögliche wirtschaftliche Ausbeute aus einer Lagerstätte zu erzielen. Eine solide Praxis der Lagerstättenbewirtschaftung beruht auf dem Einsatz finanzieller, technischer und menschlicher Ressourcen, der Sicherheit und dem Versuch, Kapitalinvestitionen und Betriebskosten zu minimieren, um die wirtschaftliche Gewinnung von Flüssigkeit aus einer Lagerstätte zu maximieren (modifiziert nach Thakur, 1996).

Grundlast [Strom] (auch als Baseload bezeichnet): (a) die Mindest Leistung die während des Tageszyklus der Stromnachfrage benötigt wird, d. h. wenn der größte Teil der Bevölkerung schläft, und (b) die Menge an Leistung zur Verfügung gestellt von einem elektrischen Energie Erzeuger (z. B. ein Strom Kraftwerk) zur Verfügung gestellt wird, um dieses Mindestniveau an Strom Bedarf zu decken.

Grundlast [Stromquellen]: die Stromquellen, die kontinuierlich arbeiten, um zuverlässigen und verlässlichen Strom zu erzeugen Strom zur konstanten Deckung der Grundlaststrom Bedarf zu decken.

Grundlastkraftwerke Kraftwerke decken den Grundbedarf in einem Stromnetz Netz. Sie können über lange Zeiträume mit oder nahe der Volllast betrieben werden und haben niedrige Betriebskosten, da sie kostengünstige Brennstoffe verwenden.

Dispatchable [Energie oder Stromerzeugung]: eine Energie-/Leistungsquelle, die in kurzer Zeit gesteuert werden kann, d. h. ein- und ausgeschaltet oder an den Marktbedarf angepasst werden kann.

Der Begriff "disponierbar" wird auch verwendet, um eine zuverlässige Energie-/Stromquelle zu bezeichnen. Im Gegensatz dazu sind nicht disponierbare Energie-/Stromquellen weniger gut in der Lage, ihre Leistung an eine Änderung der Stromnachfrage anzupassen, wenn beispielsweise die Energie Energiequelle wetterabhängig ist (angepasst nach Baroni, 2022), wie z. B. bei Wind- oder Solarenergie.

Feste [Leistung]: unterbrechungsfreie oder garantierte Strom. Fester Strom ist (a) dazu bestimmt, jederzeit verfügbar zu sein und/oder (b) vertraglich vom Verkäufer geliefert zu werden (z. B. Law Insider, 2023b).

Open-Loop-Anlage [Strom]: eine geothermische Anlage, in der geothermische Flash-Flüssigkeiten natürlich gelöstes Gas (z. B. Stickstoff, Wasserstoff, Kohlendioxid und/oder Methan) freisetzen können, das aus einer Lösung austritt und in die Atmosphäre abgegeben wird. Zur Begrenzung der Emissionen aus dem offenen Kreislauf können Maßnahmen zur Emissionsminderung ergriffen werden, die jedoch nicht immer erforderlich sind (Fridriksson et al., 2017; Ball, 2021a, b).

Eine Open-Loop-Anlage unterscheidet sich von einer offenen Kreislaufder sich auf den Fluss von Flüssigkeit und Wärme im Untergrund bezieht.

Kreislaufanlage [Wärme oder Strom]: eine geothermische Anlage, die verhindert, dass natürlich vorkommendes Gas aus dem unterirdische Arbeitsflüssigkeit und in die Atmosphäre freigesetzt wird (CARB, 2016). Dies ist auch bekannt als binäres Systemund nutzt die Turbinentechnologie des organischen Rankine-Zyklus (ORC).

Eine Anlage mit geschlossenem Kreislauf unterscheidet sich von einem geschlossenen Kreislaufder sich auf den Fluss von Flüssigkeit und Wärme im Untergrund bezieht.

Direkter Kontakt: eine Art von Oberfläche Wärme Wärmetauscher und eine Art Kondensator in einigen geothermischen Kraftwerkenwo Wärme und Masse aus dem Dampf übertragen werden, indem er mit kaltem Wasser gemischt wird (z. B. DiPippo, 2016b).

Der Begriff wird auch verwendet, um die Wärmeübertragung direkt aus dem heißen Gestein in das unterirdische Arbeitsflüssigkeit innerhalb offenen Kreislaufskonventionellen oder erweiterten hydrothermalen Lagerstätten.

Fußabdruck: ein Begriff für die Auswirkungen, die eine geothermischen Anlage oder geothermische Untersuchungen während einer geothermischen Lebenszyklus des Projekts.

Es gibt mehrere Kategorien von geothermischen Fußabdruck, zum Beispiel: Fußabdruck des Bodens, Fußabdruck der Umwelt, Fußabdruck der Kohlendioxidemissionen, Fußabdruck der Treibhausgasemissionen, Fußabdruck des Untergrunds und mehr. Zum Beispiel kann ein geothermische Fußabdruck einer geothermischen Anlage ist die gesamte Fläche, die durch direkte und indirekte Aktivitäten während der geothermischen Explorations-, Bau-, Betriebs- und Sanierungsphase. Der Fußabdruck kann in Flächeneinheiten wie Acres oder Quadratkilometern angegeben werden; Energie oder Leistungsdichte Einheiten, wie 200 MW pro Hektar; und geothermische Kapazität Einheiten, wie z. B. Quadratmeter pro Kilowattstunde.

Bohrung [Geothermie]: eine Leitung für Flüssigkeiten und Informationen in/aus dem thermischen Reservoir. Kategorien von geothermischen Brunnen umfassen Produktionsbohrung und Reinjektionsbohrungen.

Bohrloch: ein maschinell gebohrtes Loch im Boden, in dem sich die Bohrloch.

Förderbohrung [Geothermie]: eine Art von geothermischen Bohrung die Wärme überträgt Wärme-haltige Fluide aus einem hydrothermalen Reservoir an die Erdoberfläche befördert (siehe Abbildung 21). Es wird auch verwendet, um Informationen über das Reservoir und das Fluid.

Reinjektionsbohrung [Geothermie] (auch Injektionsbohrung genannt): eine Art von geothermischen Bohrung die zur Reinjektion von Wärme-Flüssigkeit und gelöste Mineralien wieder in das hydrothermalen Reservoir nachdem die thermische Energie im Kraftwerk entnommen wurde (siehe Abbildung 21).

Die Reinjektion von Flüssigkeiten erfüllt drei Anforderungen, um die Produktion eines Kraftwerks und die damit verbundene Wirtschaftlichkeit aufrechtzuerhalten: (a) mehr thermische Energie aus der Lagerstätte zu gewinnen Reservoir(b) das zuvor aus dem Reservoir entnommene Fluid zu ersetzen Reservoirund (c) Aufrechterhaltung Klüfte offen und die unterirdische Flüssigkeit unter Druck zu halten, damit die Flüssigkeit weiter fließt.

Stimulierung [Reservoir]: Anreicherung eines geothermischen Reservoirs oder hydrothermalen Reservoirs Erhöhung der Menge oder Geschwindigkeit von unterirdischen Arbeitsfluids Strömung ("Reservoir Qualität"). Dies kann durch thermische, mechanische oder chemische Methoden geschehen. Ziel der Stimulation ist es, entweder: (a) die Durchlässigkeit die durch das Verstopfen der Gesteinsporen durch Bohrspülungen verringert wurde Poren(b) Verbesserung der natürlichen, bohrlochnahenBohrloch Durchlässigkeit; oder (c) die Verbindung des Brunnen mit durchlässigen Klüften die nicht von der Bohrung durchschnitten wurden Bohrung (geändert nach Axelsson, 2012).

Hydraulic Fracturing: eine Methode zur Lagerstätte Stimulierung. Eine Hochdruckflüssigkeit wird in das Gestein injiziert, um neue Frakturen und/oder die Größe, Ausdehnung und Konnektivität bestehender Frakturen (geändert nach USGS, 2019).

Fracking (manchmal auch Fracing genannt): ein umgangssprachlicher Begriff für Hydraulische Frakturierung. Fracking wird eingesetzt zur Schaffung von technische geothermische Systeme.

Seismisch: ein Adjektiv, das sich auf eine Vibration, ein Beben oder ein Erdbeben in der Erde bezieht (geändert nach Merriam Webster, 2023).

Seismizität: die Verteilung von Vibrationen, Erschütterungen und Erdbeben in Raum und Zeit (modifiziert nach Fowler, 1990).

Natürliche Seismizität: Vibrationen, Erschütterungen und Erdbeben, die bei natürlichen Anpassungen von Spannung und Belastung in der Erdkruste auftreten.

Induzierte Seismizität: Vibrationen, Erschütterungen und Erdbeben, die auf vom Menschen verursachte Veränderungen der Spannungen und Belastungen im Erdinneren zurückzuführen sind.

Zu den Ursachen könnten gehören: (a) Bewegung entlang von Gesteins Klüften ausgelöst durch die Reinjektion von Hochdruckwasser in ein hydrothermales Reservoir(b) die Abkühlung des heißen Gesteins durch die wieder eingeleitete Flüssigkeit oder die Veränderung der Reservoir oder (c) die Betriebsbedingungen des Projekts, die zu Änderungen des Gesteinsdrucks führen (geändert nach Stober und Bucher, 2021). Das Risiko der induzierten Seismizität sollte abgeschätzt werden in technischen und Geothermieprojekten der nächsten Generation Projekten abgeschätzt werden, und es können Vorkehrungen gegen induzierte Seismizität getroffen werden bei geothermischen Anlagen (geändert nach Dincer und Ezzat, 2018; DOE, 2012).

Mikroseismische [Ereignisse]: natürliche Seismizität oder induzierte Seismizität Ereignisse im Erdinneren, die an der Erdoberfläche unbemerkt bleiben, weil sie nur sehr wenig Energie freisetzen EnergieSie sind von sehr kurzer Dauer und haben eine sehr geringe Stärke.

Seismisches Risiko: die Wahrscheinlichkeit, dass eine natürliche oder vom Menschen verursachte Erschütterung, ein Beben oder ein Erdbeben innerhalb eines bestimmten Zeitraums und einer bestimmten Region auftritt und Schäden verursacht (geändert nach Natural Resources Canada, 2021).

In jeder Entwicklungsphase eines geothermischen Projekts sollte eine seismische Risikobewertung durchgeführt werden. geothermischen Projekt durchgeführt werden (modifiziert nach Stober und Bucher, 2021).

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6. Finanzierung und Entwicklung geothermischer Projekte

Neue Technologien entstehen, um Hindernisse für die Entwicklung der Geothermie zu überwinden und Innovationen im Geothermiesektor zu erleichtern. Innovative geothermische Projekte und Anlagen werden in einer Reihe von Phasen und Meilensteinen entwickelt und getestet.

Technology Readiness Level (TRL ): Die TRL-Skala ist ein weit verbreitetes Instrument zur Bewertung des Reifegrads, wobei die einzelnen Stufen den verschiedenen Entwicklungsstufen einer neuen Technologie entsprechen.

Die TRL-Skala ermöglicht einen konsistenten Vergleich des Reifegrads verschiedener Technologietypen und hilft dem Leser, die Technologieentwicklung zu verstehen, unabhängig von seinem technischen Hintergrund (De Rose et al., 2017).

Proof-of-Concept-Phase (POC): eine kleine Übung zum Testen einer bestimmten Designidee oder -annahme (siehe Abbildungen 22-24).

Das Hauptziel in der POC-Phase ist der Nachweis, ob eine Lösung realisierbar ist, z. B. die Feststellung, ob ein Stück Papier fliegen kann, indem es zu einem Flugzeug gefaltet und geworfen wird. In einer geothermischen Projekt würde diese Phase Schreibtisch-basierte Machbarkeitsstudien und Erhebungen in Bezug auf die geologischen, geophysikalischen, ökologischen und nicht-technischen Aspekte des Untergrunds und der Oberfläche des vorgeschlagenen Testgeländes sowie die ersten Bohrungen um zu testen, ob eine geothermische Ressource und Reservoir vorhanden ist (z. B. Hanson, 2019a).

Prototyp-Phase: eine Simulation des vollständigen Systemsoder eines relevanten Teils des Systems, um festzustellen, wie Teile des Systems wie sich Teile des Systems bei größeren Betriebsgrößenordnungen verhalten würden (siehe Abbildungen 22-24).

In einer geothermischen Projekt könnte diese Phase aus der Erschließung des Feldes und einem Kraftwerk in begrenztem Maßstab bestehen (z. B. Hanson, 2019b). Ein Beispiel ist Utah FORGE: ein unterirdisches geothermisches Feld Labor mit zwei geothermischen Bohrungen (und vier seismischen Überwachungsbohrungen) zur Entwicklung, Erprobung und Beschleunigung technischer geothermischer Systeme Technologien (FORGE, 2023). Ein weiteres Beispiel ist die Derek Riddell Eavor-Lite™ Demonstrationsanlage von Eavor, einem Unternehmen für geothermische Forschung und Entwicklung (Eavor, 2023).

Pilotphase: wenn das System'Das Produkt des Systems ist für eine Teilmenge des Marktes/der Interessengruppen zum Testen verfügbar (siehe Abbildungen 22-24).

Der Zweck einer Pilotphase besteht darin, ein besseres Verständnis dafür zu gewinnen, wie das System wie das System auf dem Markt genutzt wird und wie es weiter verbessert werden kann System. Ein Synonym dafür ist "Minimum Viable Product" (MVP). Die Pilotphase kann (a) eine interne Pilotphase umfassen, in der das System innerhalb der Projektbeteiligten getestet wird und (b) eine externe Pilotphase, in der das System an Organisationen außerhalb der Stakeholder-Gruppe getestet wird. Das Otaniemi-System von ST1 zum Beispiel technisches geothermisches System erforscht die technische Umsetzung für ein Heizwerk und die Intensivierung der injizierten Wasserströme in tiefen Gesteinsschichten Klüften (ST1, 2021).

Feldversuche: Testen einer Technologie in der Umgebung, in der sie eingesetzt wird.

FuE im Feld: Forschung und Entwicklung einer Technologie in der Umgebung, in der sie eingesetzt wird.

Demonstrationsmaßstab: ein Projekt in begrenztem Maßstab, das durchgeführt wird, um zu zeigen, ob (a) die Technologie erfolgreich in vollem Umfang betrieben werden kann, (b) Daten erzeugt werden können, um die Modellierung der technischen Leistung durch das Unternehmen in einer Vielzahl von realen Anwendungen zu überprüfen, (c) das Projekt die erforderliche Wärmeenergie(d) alle unproduktiven hydrothermalen Bohrungen nachgerüstet werden können, um produktiv zu werden, (e) Modelle der Pilotphase des großtechnischen Systems über gültige technische und wirtschaftliche Annahmen verfügen und so weiter (siehe Abbildungen 22-24) (geändert nach GreenFire, 2020).

Kommerzieller Maßstab: ein geothermisches Projekt, das ausreichend Wärme/Strom für seine Kunden und ausreichende Einnahmen für seine Investoren erzeugt (siehe Abbildungen 22-24).

Ein Beispiel ist das verbesserte geothermische System in Soultz-sous-Forêts (Frankreich). Es erzeugt seit 2016 kommerziell Strom, als Reservoir-Stimulationen und Flüssigkeitsinjektionen bis in 5000 Meter Tiefe durchgeführt wurden, um die Durchlässigkeit und die Frakturen Verbindung zwischen dem heißen, trockenen kristallinen Gestein, dem geothermischen Reservoir und den geothermischen Bohrlöchern (z. B. Baujard et al., 2021).

Einzigartig: die erste erfolgreiche Demonstration eines geothermischen Kraftwerks im kommerziellen Maßstab geothermischen KraftwerksInnovation oder Technologie (siehe Abbildung 25).

Einzigartig: neue geothermische KraftwerkeInnovationen oder Technologien, die sich aus der der ersten Art. Sie zielen auf bessere Innovationen, neue Anlage Anlagenkonzepte, Größenvorteile und niedrigere Kosten (siehe Abbildung 25).

Nth-of-a-kind (NOAK): Kraftwerke, Innovationen oder Technologien, die vollständig konzipiert und optimiert wurden. Ein weiterer Kostenrückgang ist in dieser Phase unwahrscheinlich (siehe Abbildung 25).

Strom- oder Energiegestehungskosten (LCOE): ein Berichtsstandard zur Bewertung und zum Vergleich der Stromkosten zwischen Energiequellen (geändert nach Lazard, 2019; EIA, 2020).

Die LCOE einer Energie-erzeugenden Kraftwerks sind die durchschnittlichen Kosten für Bau und Betrieb des Kraftwerks pro Einheit der insgesamt erzeugten Elektrizität während der angenommenen Lebensdauer. Sie sind ein Vergleichsmaßstab, um (a) festzustellen, ob ein Projekt vorangebracht werden soll oder nicht, d. h. ob es kostendeckend oder rentabel sein wird, oder (b) um alternative Methoden der Energieerzeugung zu bewerten und zu vergleichen.

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