Ads Top

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi, Enhanced Geothermal System


Enhanced Geothermal System (EGS) merupakan pembangkit listrik tenaga panas bumi tanpa perlu sumber daya alam konvektif hidrotermal. Sampai saat ini, sistem tenaga panas bumi telah dimanfaatkan hanya berdasarkan sumber daya alami di mana panas, air, dan permeabilitas batuan yang cukup untuk memungkinkan ekstraksi energi. Namun, sejauh ini sebagian besar energi panas bumi dalam jangkauan teknik konvensional berada di batu kering dan kedap. Teknologi EGS meningkatkan dan / atau menciptakan sumber daya panas bumi dalam batuan kering yang panas (HDR-hot dry rock) melalui 'stimulasi hidrolik' atau stimulasi fluida.

Teknologi EGS ini memanfaatkan keretakan pada bebatuan untuk menciptakan panas dan menghasilkan energi panas bumi yang lebih efisien dan efektif. Ketika retakan alami dan pori-pori tidak bisa mengikuti laju pertumbuhan ekonomi, permeabilitas dapat ditingkatkan dengan memompa tekanan tinggi air dingin ke sumur injeksi ke batu. Injeksi akan meningkatkan tekanan fluida dalam batuan rekah alam, memobilisasi peristiwa geser yang meningkatkan permeabilitas sistem. Karena ada sirkulasi terus menerus, tidak membutuhkan permeabilitas tinggi, tidak pula hidrolik frakturing proppants yang diperlukan untuk mempertahankan patahan dalam keadaan terbuka. Proses ini disebut hydro-geser (hydro-shearing), mungkin untuk membedakannya dari hidrolik tensile frakturing yang digunakan dalam industri minyak dan gas, yang meledak melalui batu bukan hanya bergantung pada patahan alami.
Air bergerak melalui patahan di batu, menangkap panas batu sampai dipaksa keluar dari lubang bor kedua sebagai air yang sangat panas. Panas air diubah menjadi listrik baik menggunakan turbin uap atau sistem pembangkit listrik biner. Semua air yang didinginkan, disuntikkan kembali ke dalam tanah untuk dipanaskan lagi dalam lingkaran tertutup.

Pacific Northwest National Laboratory memproduksi listrik tenaga panas bumi yang lebih ramah lingkungan dan lebih murah dibanding pembangkit geothermal konvensional lainnya. Stimulasi fluida panas bumi miliknya mampu menghidupi lebih banyak rumah. Pacific Northwest National Laboratory mengembangkan cairan tak beracun dan ramah lingkungan, dirancang untuk digunakan dalam meningkatkan sistem panas bumi, di mana cairan disuntikkan ke sumur bor yang mengarah ke reservoir panas bumi di bawah tanah. Cairan mengembang bila terkena karbon dioksida bawah tanah, yang menciptakan keretakan kecil dan dalam dibalik kekedapan batu.




Cairan baru stimulasi reservoir dilengkapi dengan polimer ramah lingkungan yang dapat memperluas volume cairan, yang menciptakan retakan kecil dalam batuan bawah tanah untuk meningkatkan produksi listrik. Cairan ini juga dapat secara substansial mengurangi jejak air dan biaya dari sistem peningkatan panas bumi. Sebuah makalah yang menjelaskan cairan tersebut telah diterbitkan oleh Royal Society of Chemistry di versi online dari jurnal Green Chemistry.

Cairan baru ini dapat membuat produksi listrik pada EGS lebih layak. Meskipun awalnya cairan dirancang untuk energi panas bumi, cairan ini juga bisa dieksplore pada industri minyak dan gas non konvensional untuk perlindungan yang lebih ramah lingkungan. EGS mampu menekan penggunaan cairan yang berlebih dimana hanya setengah dari air pada penggunaan pembangkit geothermal konvensional lainnya yang digunakan. Tentu saja ini mampu menekan biaya operasional lebih murah dan lebih ramah lingkungan. Cairan mungkin bisa menjadi keuntungan dalam pendekatan baru pada pembangkit listrik tenaga panas bumi saat ini.

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi EGS


Pembangkit listrik tenaga panas bumi konvensional bergantung pada keberadaan alami dari tiga hal : air bawah tanah, batuan berpori dan panas. Tenaga panas bumi yang dihasilkan didapat dengan cara menekan panas yang ada di bawah permukaan bumi untuk mengekstrak uap dan memutar turbin pembangkit listrik. Peningkatan Tenaga panas bumi dapat dihasilkan di lokasi di mana panas ada, tapi tidak mudah diakses karena batuan kedap atau air yang tidak mencukupi. Hal ini merupakan kekurangan yang di miliki dari teknologi hidrothermal sebelumnya yang hanya mengandalkan keberadaan titik panas bumi.

Teknologi pada Enhanced Geothermal System (EGS) sama seperti pada hidrotermal, panas bumi dapat berfungsi sebagai sumber daya beban-dasar yang menghasilkan tenaga 24 jam sehari, seperti pembangkit berbahan bakar fosil. Namun tidak seperti hidrotermal, EGS tampaknya layak di mana saja di dunia, tergantung pada kemampuan ekonomi dari kedalaman bor yang dicapai. Lokasi yang baik berada di granit dalam yang ditutupi oleh kedalaman 3-5 kilometer (1,9-3,1 mil) lapisan sedimen terisolasi yang mampu menahan panas lebih lama. sumur EGS diharapkan memiliki masa manfaat 20 sampai 30 tahun sebelum tetes suhu outflow sekitar 10 derajat c (18 derajat f) dan sumur menjadi tidak ekonomis.

Membangun EGS-Enhanched Geothermal System membutuhkan suntikan jutaan galon air - sumber daya yang sangat berharga, di mana sistem peningkatan panas bumi sangat potensial untuk diterapkan. Air terkadang dicampur dengan sejumlah kecil bahan kimia untuk membantu cairan membuat dan menyebarkan retak kecil yang lebih baik di bawah tanah, yang akhirnya memperpanjang umur pembangkit listrik tenaga panas bumi. Namun tantangan teknis dan kekhawatiran atas biaya dan penggunaan air secara besar-besaran masih menjadi kekhawatiran bagi negara yang memiliki sumber daya air yang minim.

Enhanced Geothermal System


Cairan PNNL adalah larutan air dan 1 persen polyallylamine, bahan kimia yang terbuat dari rantai karbon panjang dengan lampiran nitrogen yang mirip dengan polimer yang dipahami digunakan dalam pengobatan. Cairan dipompa ke dalam sumur bor di titik panas bumi. Segera setelah itu, para pekerja juga menyuntikkan karbon dioksida bertekanan, yang bisa berasal dari karbon yang ditangkap di pembangkit listrik berbahan bakar fosil.

Dalam 20 detik, polyallylamine dan karbon dioksida Link bersama-sama untuk membentuk sebuah hidrogel yang memperluas cairan hingga 2,5 kali volume aslinya. Pembengkakan gel mendorong bebatuan, menyebabkan keretakan yang sudah ada untuk memperluas juga untuk membuat keretakan baru. Ekspansi ini diharapkan dapat memotong setengah jumlah air dan waktu yang dibutuhkan untuk membuka sebuah reservoir geothermal yang disempurnakan, yang dapat menyusutkan biaya operational pembangkit listrik masa depan.

Cairan yang digunakan pada pembangkit yang menggunakan EGS telah diuji oleh tim ilmuwan. Cairan tersebut secara konsisten konsisten menciptakan keretakan kecil dan efektif pada sampel batuan. Beberapa patahan baru yang terlalu kecil untuk dilihat dengan metode pencitraan resolusi tinggi yang disebut X-ray microtomography. Tapi ketika mereka menyaksikan cairan seperti air atau karbon dioksida yang disuntikkan, tim melihat cairan bergerak melalui sampel batuan yang sebelumnya kedap. Cairan bergerak tidak melewati sampel batuan yang disuntik dengan air biasa atau kimia rekah sodium dodesil sulfat dan xanthan. Tim beralasan tes skala yang lebih besar bisa menghasilkan retak yang lebih besar.

Biaya operasional Enhanced Geothermal System juga dapat dikurangi dengan cairan yang baru. Dengan sedikit cairan untuk dipompa ke bawah tanah, maka air yang di beli juga sedikit, sedikit menangkap air dan sedikit perlakuan, yang artinya menurunkan biaya operasional. Namun, analisis rinci diperlukan untuk secara tepat mengukur seberapa banyak cairan bisa diturunkan ditingkatan harga panas bumi itu.

Tim juga baru memulai studi PNNL yang didanai untuk memeriksa cairan yang sama untuk rekoveri minyak dan gas non konvensional. Cairan ekstraksi minyak dan gas yang dipakai akan menggunakan poliamina yang berbeda yang berhubungan dengan bahan kimia yang digunakan dalam cairan ekstraksi panas bumi. Kedua cairan dapat stabil dan dapat menahan suhu ekstrim, tekanan dan tingkat keasaman. Banyak cairan yang digunakan untuk pemulihan degradasi minyak dan gas, membuat mereka kurang efektif dari waktu ke waktu. Karakteristik yang dikombinasikan dengan cairan yang menurunkan penggunaan air, sifat beracun dan potensinya untuk didaur ulang, membuat cairan PNNL sebagai kandidat untuk ekstraksi minyak dan gas.

Kantor Teknologi Panas Bumi dengan kantor Departemen Energi dari Efisiensi Energi dan Energi Terbarukan mendanai penelitian ini. Penelitian ini menggunakan X-ray computed tomography dan instrumen resonansi sudut perputaran magnetik nuklir di EMSL, fasilitas pengguna Ilmu Lingkungan Molecular Laboratory DOE di PNNL.

Enhanced Geothermal System (EGS) saat ini sedang dikembangkan dan diuji di Perancis, Australia, Jepang, Jerman, Amerika Serikat dan Swiss. Proyek EGS terbesar di dunia adalah pabrik percontohan 25-megawatt saat pembangkit listrik tenaga panas bumi sedang dikembangkan di Cooper Basin, Australia. Cooper Basin memiliki potensi untuk menghasilkan 5.000-10.000 MW.

Referensi

Packing heat: New fluid makes untapped geothermal energy cleaner,  April 15, 2015,  by DOE/Pacific Northwest National Laboratory.

Tidak ada komentar:

Diberdayakan oleh Blogger.