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你应该了解地热能量的5件事

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你应该了解地热能量的5件事

2021年6月23日

1904年,地热首次在意大利使用。近年来,地热一直是一种持续且不断扩大的能源。根据国际可再生能源机构(IRENA)的数据,全球地热能从2010年的约1000万千瓦稳步增长到2020年的约1500万千瓦。预计到2030年,这一装机容量将增加近一倍。那么,地热能是什么,它是如何工作的,为什么它对我们很重要?

地热图1

1.简单术语是什么是地热能,什么是用于地热应用?

地热能是来自地球地下的热量。它包含在地壳下的岩石和流体中,可以在很深的地方找到,也可以在很浅的地方找到,比如地球上炽热的熔融岩石,岩浆。为了利用地热能发电,人们(平均)要在地下水库中钻一英里深的井,以获得蒸汽和热水,然后用这些水驱动与发电机相连的涡轮机,产生能量和热源。

例如,在欧洲,地热能用于中央供暖解决方案,用于法国或德国的人们的家园。它还用于荷兰,热量温室(思考郁金香和欧洲各地的西红柿),旨在抵消来自俄罗斯的进口天然气的使用。在世界各地的其他应用中,根据水的温度或来自井的水或蒸汽,它可用于可再生能源。

为了发电,地热流体可以直接使用在汽轮机产生流体的过热蒸汽,可以直接发送给轮机或液体在高压力和温度,蒸发后被发送到涡轮机。

然而,在流体的温度下降的情况下,防止使用蒸汽轮机有机兰金循环(ORC)可用于发电。因为过热的蒸汽不那么常见,所以较低的温度地热资源是,兽人能够在全球范围内的其他地区用于地热发电。在这种情况下,地热流体在二进制循环中被利用,将其热量转移到工作流体(通常是光烃),然后在涡轮膨胀机中膨胀以产生电力。然后将地热流体重新注入地面,没有与大气接触,对于零泄漏解决方案

与其他可再生能源来源的明显优势是它总是在。如果它是多云的,或者风不会吹。一旦它在线,它就在线留下来。并且作为无污染的无排放来源,它可以用于需要电力的任何应用。

2.地热能源的这些应用不是新的:为什么现在有更新的兴趣?

一系列因素促成了最近对地热能的利用。

从世界的角度来看,在2015年开始,对地热能源的许多重新兴趣开始于2015年的巴黎气候协定,其中许多国家致力于对碳减少措施进行措施,增加可再生能源和减少减排2050。

这意味着增加各国政府的资金,以支持地热能源生产的发展,直接影响新项目和技术发展。

从那里,石油和天然气行业,现任专家钻井井,抽水和运输“燃料源”,致力于帮助危险的项目,最终使地热更加经济,风险更少。

对于地热应用程序的生命周期来说,最大的挑战是高昂的前期资本成本。一个地热项目要继续进行,经营者实际上在一开始就支付了30年的能源。与能源产出相比,其余的运营成本相对较小。自《巴黎气候协定》签署以来,随着人们对气候变化的兴趣重新燃起,许多新技术被开发出来,从而降低了成本。

因此,政府倡议的混合,对绿色能源的社会支持以及油田服务公司开发的适应技术,首先是出于页岩勘探,更专门为地热,帮助缓解了这些高前期成本,使其成为可行的能源在地方一级替换化石燃料使用的可能性。然而,由于重投资而进入的障碍仍然很高。

必须指出的是,有大量的互补技术和技能正在从石油和天然气转移到地热。虽然地热并不新鲜,但在过去20年商品价格波动的情况下,地热一直在与碳氢化合物“竞争”,类似于兄弟竞争。自巴黎协议签署以来,为了更可持续的地方能源安全/自给自足的需要,欧洲各国政府目前正积极推动地热项目的发展。

例如,在其他地区,例如“亚太地区的”火戒指“,或者是非洲,例如,新兴经济体仍可能使用动物粪或木材进行加热,地热能提供昂贵但竞争力的24/7解决方案。它可以在这种情况下与碳氢化合物竞争,因为当地的石油和天然气基础设施通常在该地区不存在或不发发。

地热图2

3.是否有其他因素可以降低采用的障碍?

地质与资源不同,有时含义良好可能会低于预期的流量或生产率,以满足项目的经济学。

在本文中,我们关注的是传统的地热能:在钻一口井的地方,油藏中有足够的压力和足够的水来生产流体。它要么是液体,要么是蒸汽,或者是想变成蒸汽的液体我们把它保持在压强下以使它处于单相有时对于低焓或低温度的系统。如果压力和温度足够高,就像在亚太地区,产生非常热的蒸汽并按原样使用更有意义。欧洲就是一个例子在那里我们可能得到高于沸点的温度并且保持在一个单一的阶段。如果有现成的井眼,项目的成本将大大降低,并在经济上可行。

一个地热项目的钻井建设成本可能占总项目成本的40 - 50%,钻井是其中的主要部分。

因此,运营商正在寻找更快地钻探的解决方案,以增加ROP(穿透速度)并尽量减少干孔的风险。在欧洲,一些政府正在确保运营商反对钻一个干洞,鼓励促进燃料地热生长。

4.地热是如何从自然火山地区转移到其他地方的?这对未来的发展机遇意味着什么?

传统地热活动和发展市场已经存在于“火之戒”:即太平洋的整个沿海地区,在亚洲,从加利福尼亚州的海岸延伸到智利;具有火山活动的区域。

除了在自然火山地区开展的传统项目外,由于技术和项目经济的变化,人们对地热的兴趣重新燃起,还有令人兴奋的新形式。一种是增强型地热系统(EGS)和高级地热系统(AGS)。

该市场的增长将不仅来自传统设备,还包括EGS、AGS、井下热交换器等。然而,到目前为止,EGS/AGS领域的项目更多的是实验性的,而不是盈利性的。然而,市场和技术预测表明,到2050年,EGS和AGS将占新项目的40%。

作为一个例子,欧洲市场如此迷人和动态。荷兰可能没有火山,但地热发作的增长率几乎是指数级,基于未来十年的荷兰政府创建的地热总体计划;通过利用低温地热系统 - 在90到110摄氏度之间的应用。这种可再生排放自由热量用于动力温室,并开始出现在德国,瑞士,法国和丹麦等地方,因为钻井这种井现在正在变得成本比较。

地热图片3

5.石油和天然气行业技能和技术转移到地热应用吗?

能源科技公司,如贝克休斯,专业从事油气勘探,运输和加工的独特地位,以引领“188金宝搏官网下载大勘探成为地热”。技术和专业知识,以及与专业机构的积极参与,如SPE地热上升,国际地热协会正在播放一个关键部分。

从石油和天然气到地热的技术部署是非常适用的,包括类似领域的专业知识,例如地质和机械工程,以及数据科学。随着优先次序的变化,如何最好地利用这一机会的行业人才正在被考虑。

地热呈现出对石油和天然气应用的挑战非常相似,具有不同的参数。例如,虽然商品是水而不是油,但水也很热,也很压力;安全考虑因素自然地对石油和天然气行业提供HSE NO.P优先权;腐蚀缓解和管理也是今天碳氢化合物设备制造,维护和材料科学的关键组成部分,与地热相关。

为了使地热井钻探活动在长期内更具成本效益,随着市场的发展,需要采用“工厂”井的方法,类似于过去10年页岩勘探的经验教训。拥有全球业务的油服公司目前能够支持并参与美洲和亚洲地热市场的某些应用扩展,而其他小型钻井承包商可能会为欧洲、土耳其等地的低温/大孔径井提供利基服务。

188金宝搏官网下载作为能源技术公司的贝克休斯为地热市场提供了独特的价值主张,具有广阔的产品组合,可以获得油田服务的技术和专业知识以及旋转设备和数字解决方案。通过库储层地下和可行性分析的广泛应用,以良好的结构,通过部署用于地热发电(用于热电和电力)的涡轮机技术,意味着在储层模拟和涡轮机结构之间进行直接连接 - 这结果在较短的涡轮机报告和项目成本中,从井和涡轮机设计的总优化中减少。地热能源市场不断动态,不断发展,贝克休斯在这个空间竞争和创新。188金宝搏官网下载

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