Ren energi fra jordens indre - fra varme kilder til konstruerte geotermiske system Inga Berre Matematisk Institutt Universitetet i Bergen NGU 4.februar 2009
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
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.
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
Geotermisk energi varme lagret i jordskorpen jordskorpen 0-870 C mantel 870-3700 C ytre kjerne 3700-4300 C Indre kjerne 4300-7200 C
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
Konvensjonelle hydrotermiske system varme grunnvannskilder
Verdens første geotermiske kraftverk Lardello, Italia, 1904
Kraftproduksjon basert på hydrotermiske system Lardello, Italia, kommersiell kraftproduksjon siden 1907
Høykvalitets hydrotermiske ressurser Kjennetegn: Temperaturen stiger raskt med dybde Tilstrekkelig li grunnvann/damp Grunnvann/damp strømmer lett i berggrunnen Jordskorpen 0-870 C Den utvinnbare ressursen har tidligere vært knyttet til høykvalitets hydrotermiske ressurser, men dyp geotermisk energi er i prinsippet tilgjengelig overalt!
Konstruerte geotermiske system Binær syklus teknologi: Strømproduksjon fra 80ºC
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
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
Energipotensial gp - dyp geotermisk energi 500000 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.
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
Hvorfor satse på geotermisk energi i Norge? Ren, nasjonal energiressurs til kraftproduksjon og oppvarmingsformål Teknologi for konstruerte geotermiske system som internasjonal eksportvare Jordskorpen 0-870 C
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
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)