İlk testler jeotermal CO2 ortak enjeksiyonunun bir “kazan-kazan-kazan” senaryosu olduğunu gösteriyor

Jeotermal üretim kuyusunun ve üretim, re-enjeksiyon ve ölçeklendirme döngüsünün grafiği. (kaynak: GNS Science)

Merve Uytun 31 Ağu 2024

Yeni Zelanda merkezli araştırma enstitüsü GNS Science tarafından yapılan laboratuvar ölçekli testler, jeotermal sıvılardaki doğal CO2’nin yeniden enjekte edilmesinin, rezervuardaki silika tortulanmasını hafifletirken emisyonları da azaltarak kazan-kazan senaryosuyla sonuçlandığını gösterdi.

Dünyanın çoğu yerindeki mevcut uygulamalara göre, jeotermal enerji santralleri, başlangıçta enerji üretim sürecinin bir parçası olarak jeotermal sıvıda çözünen doğal olarak oluşan CO2 yayar. Çok küçük bir miktar olsa da, yayılan CO2, jeotermal elektrik üretiminin karbon emisyonlarından ve karbon vergisi maliyetinden tamamen arınmış olmadığı anlamına gelir.

Bu CO2’yi jeotermal rezervuara yeniden enjekte etmek için dünya çapında halihazırda birkaç çaba var. Bu, jeotermal jeneratörleri CO2 yayıcılardan CO2 nötre dönüştürme potansiyeline sahip. Bunun dikkate değer bir örneği, yine Yeni Zelanda’da bulunan Top Energy’nin Ngawha Jeotermal Enerji Santrali’dir ve Ngawha Karbon Sıfır Projesi’nin bir parçası olarak yoğunlaşmayan gazların %100 yeniden enjeksiyonunu başarmıştır. Ancak, bir jeotermal rezervuarın uzun vadeli CO2 yeniden enjeksiyonuna nasıl tepki vereceği konusunda hala bir bilgi boşluğu bulunmaktadır.

Laboratuvar testlerinin sonuçları

Testler GNS Science tarafından geliştirilen yeni çift aşamalı otoklav yöntemi kullanılarak yapıldı. CO2’yi yeniden enjekte etme amacının yanı sıra, teori CO2’nin sıvıda çözündüğünde karbonik asit oluşturduğudur. Bu, tuzlu suyu daha asidik hale getirir ve rezervuarda silika kireçlenmesini önlemeye yardımcı olur. Oluşumdaki kireçlenme, yeniden enjeksiyon kuyularında özellikle büyük bir sorundur, çünkü enjektiviteyi azaltabilir ve sonunda yeni kuyuların açılmasını gerektirebilir.

Deney, Taupo Volkanik Bölgesi’nde bulunan önemli bir rezervuar kaya türü olan gri kaya kullanılarak yapıldı. Kontrol deneyi, standart jeotermal tuzlu su ile orta düzeyde silika ölçeklenmesinin meydana geldiğini ve bu ölçeklenmenin kalsit eklenmesiyle arttığını gösterdi. Ancak, 2000 mg CO2/kg tuzlu su ile yüklenen tuzlu su kullanımı neredeyse sıfır ölçeklenmeyle sonuçlandı.

Doğal bir temizlik maddesi olarak CO2

Test sonuçları, kayadan kalsitin hızlandırılmış şekilde uzaklaştırılmasının jeotermal tuzlu su ile CO2 eş enjeksiyonunun önemli bir yan etkisi olduğunu gösterdi. Bir “kazan-kazan-kazan” çözümü olarak, yakalanan CO2’nin jeotermal tuzlu su ile eş enjeksiyonu şunları yapabilir:

• jeotermal operatörleri için emisyonları ve dolayısıyla karbon vergisini azaltın
• yeraltına akan harcanmış jeotermal tuzlu suyun asitliğini korumasını sağlayarak kayadaki silikanın ölçeklenmesini yavaşlatır
• Yüksek konsantrasyonlarda, kayadan kalsitin uzaklaştırılmasını hızlandırır, yani CO2, silika tortulaşmasının nedenini ortadan kaldırdığı için bir “temizleme maddesi” gibi davranır.

Ko-enjeksiyon, böylece karbon emisyonlarını ortadan kaldırırken, üretim operasyonlarının verimliliğini ve jeotermal rezervuarın sürdürülebilirliğini de artırabiliyor.

Sonraki adımlar

Yerel ve uluslararası jeotermal operatörler tarafından yerel çalışmalar finanse edildi ve CO2’nin silika anti-skalant olarak yeni konseptinin formüle edilmesine yol açtı. GNS Science tarafından yapılan araştırma, Ticaret, Yenilik ve İstihdam Bakanlığı (MBIE) tarafından verilen Stratejik Bilim Yatırım Fonu (SSIF) Programları Sözleşmesi C05X1702 tarafından desteklendi.

Umut vadeden sonuçlardan cesaret alan iki Yeni Zelanda jeotermal güç üreticisi daha fazla deney talep etti. Amaç, CO? eş enjeksiyonunun etkilerini daha fazla araştırmak ve potansiyel olarak daha verimli ve sürdürülebilir jeotermal güç üretimine yol açmaktır.

Kaynak: ThinkGeoEnergy