研究人員報導說,伊利諾州的廢棄油氣井被作為地熱能量「電池」而重新利用
伊利諾大學厄巴納-香檳分校(University of Illinois Urbana-Champaign)的研究人員成功地展示,當重新利用一個廢棄的油氣井時,也有效率地儲存了地熱能。
適宜地點
由土木及環境工程學的圖切·巴瑟爾教授(Tugce Baser)所領導的新研究,是第一個對伊利諾州盆地(Illinois Basin)-一個地底深處的地質結構-內的地熱能源儲存系統所做的實地調查。
巴瑟爾教授說伊利諾州盆地是一個低溫盆地,意味著它不會自然地產生地熱能源,來產生電力。然而,在地底深處的結構具有熱力與水力的性質,這些是要打造一個人工地熱貯存槽所需的。
巴瑟爾教授說:「許多讓地底岩石構造適合抽取石油與天然氣的,也同樣讓它們適合儲存地熱能源。而因為我們的測試地點的前身是個天然氣井,已經有大部分所需的基礎設施位於原處了。」
巴瑟爾教授說盆地包含了像是海綿般的岩石單元,具有開孔空間;以及被夾在絕緣層間的礦物質,具有最佳導熱係數,這提供了打造一個人工熱庫所需要的空間與絕緣,能夠讓流體維持足夠的熱度來產生電力。
進行實驗
藉由使用先前原野調查的數據、以及初始數值模型研究的數據,研究團隊選擇注射先熱過的流體到賽普勒斯砂石(Cypress Sandstone)中。它是一個多孔的岩石單元,位於測試點地表下約 900 公尺處。
為了測試該處的熱貯存容量,研究人員在 2021 年 4 月,花了 3 天注射了加熱至攝氏 50 度的水到井中。接著,在把井關閉後,研究團隊花了 5 天監控了壓力、熱力狀態、以及水力。
實驗結果
巴瑟爾教授說:「在結合進一步的數值模型後,我們的原野調查結果發現,這個過程可以維持熱貯存效率達 82%。」
研究也進一步報導了整體淨發電成本的平均為每千瓦-小時 0.138 美元,讓這個擬議的系統在經濟上可行且有利可圖。
巴瑟爾教授說:「我們的研究結果顯示,伊利諾州盆地可以是個有效的方法,來貯存來自工業上多餘的熱能,甚至最終貯存來自更永續來源的能量,像是風力與太陽能。地底下的貯存槽本質上扮演一個大型地下電池,同時重新利用了廢棄的油氣井。這是一個雙贏的情況。」
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參考資料:
- Yoksoulian, L., (2023, January 26). Geothermal ‘battery’ repurposes abandoned oil and gas well in Illinois, researchers report. Tech Xplore
- Jello, J. et al., (2022, August 18). Advanced geothermal energy storage systems by repurposing existing oil and gas wells: A full-scale experimental and numerical investigation. Renewable Energy. DOI: 10.1016/j.renene.2022.07.145
- 圖片來源:https://techxplore.com/news/2023-01-geothermal-battery-repurposes-abandoned-oil.html(圖:Tugce Baser and Renewable Energy)