RFI – Süper sıcak jeotermal enerji için dönüştürücü teknolojiler

İzlanda, Krafla'daki IDDP-1 kuyusunun akış testi (kaynak: Kristján Einarsson)

Merve Uytun 12 Eyl 2024

ABD Enerji Bakanlığı ( US DOE) ve İleri Araştırma Projeleri Ajansı-Enerji (ARPA-E), elektrik üretimi ve diğer kullanımlar için süper sıcak geliştirilmiş jeotermal güce yönelik yeni yaklaşımları değerlendirmek üzere bir Bilgi Talebi (RFI) yayınladı.

Bu RFI’ye verilecek yanıtlar 30 Eylül 2024 günü Doğu Saati ile 17:00’a kadar PDF formatında [email protected]  adresine gönderilmelidir.

Bu bildirimin bir fon fırsatı duyurusu oluşturmadığını unutmayın. Bu RFI’nin amacı yalnızca ARPA-E’nin gelecekteki araştırma programlarının olası formülasyonunu bilgilendirmek için değerlendirmesini istemektir. Şu anda herhangi bir FOA mevcut değildir.

Bu bağlamda süper sıcak sistemler, 375°C veya daha yüksek sıcaklıklara ve yaklaşık 22 MPa’lık ilişkili basınçlara sahip sistemleri ifade eder. Bu değerlerden daha düşük sıcaklıklara ve basınçlara sahip jeotermal ortamlarla ilgili teknolojiler bu RFI için ilgi çekici değildir.

Bu RFI, yüksek sıcaklıklı jeotermal kaynakların geliştirilmesi için temel etkinleştirici teknolojiler hakkında bilgi aramaktadır. Petrol endüstrisi tarafından geliştirilen eşdeğer, iyi test edilmiş ve olgun ekipman, daha düşük sıcaklıklar (kabaca 200°C) için mevcuttur ancak yüksek sıcaklıklı jeotermal kuyuların daha yüksek sıcaklıklarında ve aşındırıcı koşullarında hızla bozulacaktır. Bu RFI, belirli bir yaklaşım (örneğin, uyarım veya kapalı devre) önermeden süper sıcak jeotermal enerji üretimi için temel teknolojik ihtiyaçları ele almaya odaklanmaktadır.

RFI Soruları

ARPA-E, aşağıdaki konuların herhangi bir alt kümesini ele alan yanıtları teşvik eder. Sorular, örnek olarak çeşitli konuları sunar, ancak yanıtları bu konularla sınırlamaz ve yenilikçi fikirleri teşvik edebilir. Jeotermal ve petrol endüstrileri dışındaki uzmanlardan gelen bilgiler ve öneriler özellikle teşvik edilir. Katılımcılar, aşağıdaki sorulardan herhangi biri hakkında yanıtlar ve bilgiler sağlayabilir

Bölüm 1: Süper Sıcak Jeotermal Sistemler için Dönüşümsel Teknolojiler

I. Süper sıcak jeotermal sistemlerin uygulanması için temel teknolojik ihtiyaçlar nelerdir?

II. Aşağıdaki konular için (ve hangi konular eksik) süper sıcak jeotermal sistemler (375°C veya üzeri ve ilişkili yaklaşık 22 MPa basınçlarda) üretmek için gereken en son teknolojiler ve iyileştirmeler nelerdir?
a. Sondaj (örneğin, kaya indirgeme, sondaj çapı, yönlü sondaj, sondaj sırasında ölçüm, kayıp dolaşım, soğutma, sondaj borusunun yalıtımı, gelişmiş mekanik veya mekanik olmayan sondaj);
b. Kuyu inşaatı (örneğin, muhafaza, çimento, elastomerler, çimentolama, çimento değerlendirmesi);
c. Kuyu uyarımı (örneğin, kırma sıvıları, tıkaçlar, kovanlar, destekler) ve yüksek sıcaklıklarda jeomekanik özelliklerin anlaşılması;
d. Kapalı devre sistemler (örneğin, U-tüp, koaksiyel, iletken malzemeler); ve
e. Rezervuar veya sondaj karakterizasyonu (örneğin, akustik kayıtlar, özdirenç kayıtları, sondaj görüntüleme, gerilim ve basınç ölçümleri, sıvı bileşimi, sondaj sırasında kayıt tutma, izleyiciler, sondaj içi elektronikler, piller).

Bölüm 2: Yüksek Sıcaklık, Yüksek Basınç ve Aşındırıcı Ortamlar İçin Yeni Malzemeler

I. Mevcut jeotermal kuyularda yaygın olarak kullanılmayan ancak yararlı olabilecek yenilikçi malzemelere örnekler nelerdir (örneğin seramikler, kompozitler, katkı maddesiyle üretilen bileşenler)?

II. Jeotermal kuyular için yeni malzemelerin tanımlanmasını hızla hızlandırmak için hangi yöntemler mevcuttur (örneğin yapay zeka, makine öğrenimi)?

III. Hangi yöntemler (örneğin, laboratuvar, yerinde, hesaplamalı) kullanılabilir?

Bölüm 3: Operasyonel İhtiyaçlar ve Destekleyici Teknolojiler

I. Güç üretiminde son teknoloji ve olası iyileştirmeler nelerdir?
a. Yüksek sıcaklıklı jeotermal kuyuların yüzey çıktısı (örneğin sıcaklık, basınç, akışkan bileşimi) için hangi koşullar bekleniyor ve başlangıçta veya zamanla elektrik üretiminde hangi zorluklar bekleniyor?
b. Güç üretimi için olası alternatif çalışma akışkanları nelerdir (örneğin süperkritik karbondioksit)?
c. Olası alternatif güç üretim yöntemleri nelerdir (örneğin termoelektrik)?
d. Yüksek sıcaklıklı jeotermal kuyulardan elde edilen çıktı için olası doğrudan kullanımlar nelerdir?

II. Süper sıcak jeotermal geliştirme için hangi yardımcı gelir kaynakları mevcut olabilir (örneğin enerji depolama, kritik mineraller, hidrojen üretimi)?

III. Jeotermal üretiminin genişletilmesinin önünde başka hangi kısıtlamalar var ve bunlar nasıl ele alınabilir (örneğin, su temini mevcudiyeti, şebeke bağlantısı, izinler)?

IV. İşgücünün jeotermal enerji gelişimindeki çarpıcı artışa nasıl uyum sağlaması gerekiyor?

V. Süper sıcak jeotermal sistemler için geliştirilen teknolojilerden başka hangi alanlar/sahalar faydalanabilir?

VI. Jeotermal topluluğu dışından hangi uzmanlara danışmak faydalı olur?

VII. Süper sıcak jeotermal ve ilgili sistemlerde kullanım için geliştirilen teknolojileri ve malzemeleri değerlendirmek için olası ölçütler nelerdir ?

Bölüm 4: Diğer

I. Yukarıdaki bölümlerde yer almadığını düşündüğünüz ek teknolojik ihtiyaçlarınızı ayrıntılı olarak açıklayın.

Kaynak: ThinkGeoEnergy