Geothermische Anlagen könnten CO2 verbrauchen

Die Förderung von Kohlendioxid durch heißes Gestein könnte laut einer neuen Studie gleichzeitig Strom erzeugen und die von fossilen Kraftwerken erzeugten Treibhausgase aufnehmen.

Um Geothermie nutzen zu können, muss Wärme unter der Erdoberfläche gewonnen werden. Normalerweise bedeutet das, Wasser durch heißes Gestein zu pumpen und es wieder abzusaugen. Aber die neue Analyse legt nahe, dass Kohlendioxid Wärme aus Gesteinen effizienter als Wasser gewinnen könnte.

Karsten Pruess, ein Hydrogeologe am Lawrence Berkeley Laboratory in den USA, führte die Studie durch und sagte, Kohlendioxid könnte theoretisch die von hydrothermalen Anlagen erzeugte Energiemenge um 50% oder mehr erhöhen. Gleichzeitig berechnet Pruess, dass die Technik genutzt werden könnte, um das von konventionellen Kraftwerken produzierte Kohlendioxid zu beseitigen, das zur globalen Erwärmung beiträgt.

Pruess verwendete die Hydrothermalanlage Soultz im Nordwesten Frankreichs als Modell, um die Idee zu testen, die ursprünglich im Jahr 2000 von Donald Brown vom Los Alamos National Laboratory in den USA vorgeschlagen wurde. Die Soultz-Anlage pumpt Wasser durch ein einziges Bohrloch in den Boden nutzt Wasser, das auf etwa 200 ° C erhitzt wurde, über ein anderes Bohrloch wiedergewonnen wird, um Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen.

Harabrained Idee

Pruess berechnete, dass die Anlage effizienter arbeiten würde, wenn Kohlendioxid anstelle von Wasser verwendet würde. "Anfangs dachte ich, das wäre die haarsträubendste Idee, die ich je gehört habe", sagte er Neuer Wissenschaftler . "Aber je mehr ich aussah, desto mehr gefiel mir das." Pruess entdeckte, dass die Verwendung von Kohlendioxid, um Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen, entweder direkt oder indirekt durch die Verwendung von Dampf, 50% mehr Energie erzeugen könnte.

Obwohl Kohlendioxid nicht so viel Wärme transportieren kann wie Wasser, könnte es die Effizienz steigern, da es sich viel schneller durch das Anlagensystem bewegen kann. "Kohlendioxid soll Wasser, was Wasser für Honig ist", erklärt Pruess. "Es ist viel weniger viskos."

Außerdem würde weniger Energie benötigt, um Kohlendioxid durch das System an erster Stelle zu treiben. Heißes Gas in dem Ausgangsbohrloch wäre weniger dicht als kälteres Gas in dem Eintrittsbohrloch, und dieser Dichteunterschied würde helfen, Gas durch das Gestein mit wenig Pumpbedarf zu treiben. Da ein Teil des Gases in das Gestein eindringen könnte, könnte eine solche Anlage auch zur Speicherung von Kohlendioxid verwendet werden, sagt Pruess.

Lagerversuche

Bei den Kohlenstoffspeicherversuchen in der Nordsee und in Algerien wurden rund eine Million Tonnen Kohlenstoff - die Jahresproduktion eines Kohlekraftwerks mit 150 Megawatt (MW) - unterirdisch gebunden. Pruess sagt, dass über ein Jahr lang eine kleine geothermische Anlage die gleiche Menge an Kohlenstoff speichern konnte, während gleichzeitig 50 MW erzeugt wurden.

Pruess stützt seine Berechnungen auf die Annahme, dass die gleiche Menge Kohlendioxid in das Gestein eindringen würde wie Wasser in bestehenden geothermischen Anlagen. Aber er plant, chemische Tests durchzuführen, die zeigen sollen, ob dies wirklich der Fall ist, wenn heißes unter Druck stehendes Kohlendioxid durch unterirdisches Gestein gepumpt wird.

Robert Pine, ein Experte für Hydrothermalkraft an der Camborne School of Mines in Großbritannien, sagt, dass die Verwendung des Kohlendioxidsystems eine neue Idee ist. "Aber Leckage könnte ein ernstes Problem sein", sagte er Neuer Wissenschaftler . "Alle Projekte zur Kohlenstoffsequestrierung, die mir bekannt sind, verwenden alte Gas- oder Ölfelder, die als geologische Fallen funktionieren."

Während Kohlendioxid aus solchen Fallen wahrscheinlich nicht entweichen kann, könnten Felsbrüche, wie sie in hydrothermal genutzten Gebieten üblich sind, Gas austreten lassen, warnt Pine. "Die Verwendung von Gasfeldern könnte besser sein, aber weil sie nicht sehr heiß sind, müssten Sie sehr tief gehen, um an die Hitze zu kommen."

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