Ren energi fra jordens indre - fra varme kilder til konstruerte geotermiske system. Inga Berre Matematisk Institutt Universitetet i Bergen

Transkript

1 Ren energi fra jordens indre - fra varme kilder til konstruerte geotermiske system Inga Berre Matematisk Institutt Universitetet i Bergen NGU 4.februar 2009

2 Verdens energiforbruk Gass 20,9% Kjernekraft 6,5% Geotermisk 0,41% Brennbar fornybar og fornybart avfall 10,6% Vannkraft 2,2% Kull 25,1% Olje 34,3% Vindkraft 0,064% Sol 0,039% Behovet vil øke med mer enn 50% innen 2030

3 CO 2 -nivå i atmosfæren 2 Arbeidstilsynet: Høyt innhold av CO 2 skyldes mangelfull ventilasjon i forhold til antall personer i lokalene. Tilfredsstillende ventilasjon vil gi konsentrasjoner under normverdien på 1000 ppm.

4 Verdens energiforbruk Gass 20,9% Kjernekraft 6,5% Geotermisk 0,41% Brennbar fornybar og fornybart avfall 10,6% Vannkraft 2,2% Kull 25,1% Olje 34,3% Vindkraft 0,064% Sol 0,039% Behovet vil øke med mer enn 50% innen 2030

5 Geotermisk energi varme lagret i jordskorpen jordskorpen C mantel C ytre kjerne C Indre kjerne C

6 Geotermisk energi Varmen i jordskorpen kommer fra: Varmetransport fra jordens kjerne og mantel (2/3) Naturlig radioaktivitet i jordskorpen (1/3) I øvre lag(0-300m) vil også soloppvarming ha effekt. I snitt stiger temperaturen med 30 C per km

7 Konvensjonelle hydrotermiske system varme grunnvannskilder

8 Verdens første geotermiske kraftverk Lardello, Italia, 1904

9 Kraftproduksjon basert på hydrotermiske system Lardello, Italia, kommersiell kraftproduksjon siden 1907

10 Høykvalitets hydrotermiske ressurser Kjennetegn: Temperaturen stiger raskt med dybde Tilstrekkelig li grunnvann/damp Grunnvann/damp strømmer lett i berggrunnen Jordskorpen C Den utvinnbare ressursen har tidligere vært knyttet til høykvalitets hydrotermiske ressurser, men dyp geotermisk energi er i prinsippet tilgjengelig overalt!

11 Konstruerte geotermiske system Binær syklus teknologi: Strømproduksjon fra 80ºC

12 Eksempel: Landau, Tyskland 3.0 MW elektrisitet 3300 m dyp/ 155ºC 1500 m mellom brønner Vellykket oppsprekking av grunnen Elektrisitet til 6000 og varme til 300 husstander Kommersiell drift (prisgaranti 0,15 /kwh) Nedbetalt innen 10 år

13 Miljømessige fordeler Små installasjoner på bakkenivå Kan dimensjoneres etter behov og plasseres der det er hensiktsmessig Tilnærmet utslippsfri Krever ikke lagring/backup, transport over lange avstander eller lagring av radioaktivt avfall

14 Energipotensial gp - dyp geotermisk energi årsforbruk ligger lagret i jordskorpen 10% av USA s elektrisitetsbehov kan dekkes innen 2050 med moderate investeringer Europa: tilsvarende overslag, men grundige studier er ikke utført Norge: An assessment of deep geothermal resources in Norway Christophe Pascal et al. QuickTime and a TIFF (LZW) decompressor are needed to see this picture.

15 Forskningsmessige g utfordringer Kartlegging av tilgjengelig ressurs og reservoar- karakterisering Forutse endringer i reservoaret (simuleringer) Reduksjon av dype borekostnader Kjemiske og fysiske metoder for å endre egenskaper både til reservoaret og tilstedeværende væsker Testing/demonstrasjon

16 Hvorfor satse på geotermisk energi i Norge? Ren, nasjonal energiressurs til kraftproduksjon og oppvarmingsformål Teknologi for konstruerte geotermiske system som internasjonal eksportvare Jordskorpen C

17 Norwegian Center for Geothermal Energy Research Universitetet i Bergen Christian Michelsen Research Høgskolen i Bergen IRIS IFE NGI NGU NIVA NORSAR NTNU Unifob BKK Kongsberg Innovasjon Norwegian Piping Odfjell Drilling Single-Phase Power StatoilHydro

18 Forskningsaktiviteter Ressurskartlegging ressurs- og reservoarkarakterisering miljømessige aspekter Boreteknologi tilpasset t konvensjonell og ny teknologi borehullstabilitet Reservoarteknologi tracer teknologi mikroseismisk monitorering utfelling og korrosjonsproblematikk matematisk modellering og numerisk simulering Prosessteknologi brønnteknologi overflate prosess teknologi (energitransport og -konvertering)