de utilizare strategii de optimizare pentru lovrin...traducere din limba germană potențial...

Traducere din limba germană

Termoficare geotermică în România

Potențial de utilizare și strategii de optimizare pentru Lovrin

de Dr. Michael Kraml (Geolog senior/Geochimist)

Termoficare geotermică în România


Potențial geotermic de utilizare și strategii de optimizare pentru Lovrin 2

Cuprins

Introducere în geologia Bazinului Panonic

Stare actuală a geotermiei în Lovrin

Examinări ale apei termale și a depunerilor

Posibilități de optimizare

Transferul pe alte municipii



BAZINUL PANONIC

Sursă: Balázs et. al. ( 2016, modificat)



SECȚIUNE VERTICALĂ PRIN BAZIN LA LOVRIN

Sursă: (a) Rotár-Szalkai et al 2018, modificat (b) proiect DARLINGe; conf. PANU et al. 2002

kilometri



STARE ACTUALĂ A GEOTERMIEI ÎN LOVRIN (1)

Factorul 1: Roca-rezervor este

o piatră de nisip argiloasă!

Porii mici din piatra de nisip se

blochează repede cu solidele

suspendate cu granulație fină în

apa termală (încărcătură

suspendată),care împiedică

reinjectarea (chiar la presiuni

mai înalte). De aceea utilizarea de

până acum nu este durabilă,

aceasta înseamnă că doar se va

extrage apă și la creșterea

prelevării rezervorul s-ar epuiza

rapid.

Sursă: GeoT




Factorul 2:

La creșterea apei termale se ajunge la reducerea presiunii și prin aceasta la

degazeificarea asociată cu aceasta (asemănător cu deschiderea unei sticle de

șampanie). La aceasta nu este vorba doar despre metan, ci și despre puțin dioxid de

carbon (CO2 ). Degazeificarea de CO2 conduce la precipitarea calcarului (Ca CO3 ) în

special în conducta dintre capul forat și degazeificator. Înlocuirea anuală a conductelor

necesită un efort de întrținere ridicat (timp și costuri).

Sursă: GeoT




Factorul 3: apa termală curge direct prin caloriferul locuințelor, care conduce de

asemenea la efort de întreținere ridicat (timp și costuri). Din aceasta există până acum o

excepție (ilustrație). Totuși ar fi foarte complex și scump ca toate clădirile conectate la

alimentarea cu apă termală să fie prevăzute cu un schimbător de căldură mic.

Sursă: GeoT




Factorul 4: conducta de apă termală de 1,5 km lungime la centrala de încălzire nu

este izolată prin care se pierde o parte de căldură neutilizată.

Sursă: GeoT




Factorul 4: apa termală va fi condusă prin șanțul de drenaj ( vara cu 62oC

care la 19oC corespunde temperaturii aerului unei energii termice de un megawatt).

Apa termală conține substanțe toxice și temperatura ridicată conduce la o scădere a

conținutului de oxigen în detrimentul viețuitoarelor acvatice. O parte a apei se prelinge

în apa freatică, care va fi utilizată la irigare și ca apă potabilă (acumulare de substanțe

toxice pe termen lung)

Sursă: GeoT




Factorul 7: metanul (1m3 pro m3 apă:) se emană neutilizat din degazeificator.

Proporția de hidrocarburi încă dizolvată în apă ajunge în baia termală și se

degazeifică acolo.

Sursă: GeoT

Probă de apă TH

Probă de apă HB




Factorul 5: apa termală va fi în final utilizată pentru o baie termală, care este în stare

excelentă. Doar substanțele toxice (în special fenolul, care va fi inspirat) conduc la o

restricție de vârstă a musafirilor băilor (de la 7 ani).

Sursă: GeoT




Factorul 8: unele instalații nu mai sunt în stare bună (corodate). În special centrala de

încălzire este scoasă de mult timp din funcțiune.

Sursă: GeoT



EXAMINĂRI: APA TERMALĂ ȘI SCALE

Probă

Calcită magneziu, syn = 93,2 %

Carbonat

(Probă TH)

Formulă

chimicăCotă

Calcită-

Magneziu

(Mg 0.06 Ca

0.94)(Co3)

93,2 %

Dolomit CaMg(Co3)2 2,9 %

Albit (temperat) NaAlSi2O3 2,7 %

Silvinp KCl 0,7 %

Cuarț (Cuarț) SiO2 0, 5 %

Sursă: GeoT

Silvină , syn = 0,7 %

Albit (tratat-încălzire) = 2,7 %

Dolomit = 2,9 %

Cuarț scăzut, syn = 0,5 %

Scalare carbonat




Temperatură

Legendă

Minerale de fier

Minerale carbonatice

Ind

icel

e d

e sa

tura

ție

Goetit

Hematit

Dolomit

Calcit

Aragonit

Apa termală: la

modelarea geochimica

a compoziției apei se

arată că calcitul

mineral carbonat,

dolomitul precum și

argonitul și mineralele

de fier, hematitul

precum și goetitul sunt

clar saturate pe

întreaga zonă de

temperatură modelată.

Sursă: GeoT




Apa termală:

Măsurarea parametrilor la fața locului și analizele chimice au redat că temperatura,

clorura, conținutul total de săruri, amoniul și fenolul stau la baza valorilor pentru

introducerea în apele naturale (NTPA 001). Dacă se iau valorile limită ale WHO, chiar

și în concentrații mari borul toxic este clar mai sus.

La introducerea într-o canalizare (NTPA 002) doar temperatura ar fi prea ridicată.

Intervalele valorilor luând în considerare analizele anterioare

Sursă: GeoT și analizele anterioare

Cantitate măsurată Unitate 22.05.19 (TH) 22.05.19 (BH) WHO NTPA 001 NTPA 002

Temperatură [o C] 72 66 35 40

Cl- [mg/l] 893 878 500

NH4+ [mg/l] 21 - 30 1, 5 2

Bor [mg/l] 5,2 5,1 2,4

TDS [mg/l] 3050 - 3800 3090 2000

Fenol [mg/l] 2,3 – 4,5 0,3 30



POSIBILITĂȚI DE OPTIMIZARE (1)

Varianta 1a: circuitul de

apă termală conectat cu

reinjectarea, întreținerea de

presiune maximă,

schimbătorul de căldură

mare central și filtrarea cu

trei filtre. Circuit de căldură

complet separat cu apă de la

robinet deionizată & stația

de transfer în clădiri.

Consumator

Foraj

de producție

Foraj de

injectare

Centrală de

încălzire

geotermică

Sursă: Huenges & Erbas (1999)




Sursă: Ungemach (2003)

Optimizare 1: reinjectare

Înainte: examinarea factorilor (vezi jos), care au condus până acum la împiedicarea

reinjectării => expertiză hidrologică.

SOLIDE

PIATRĂ DE NISIP

ARGILOASĂLICHID

Îngustarea forajului Umplerea forajului

SOLIDE SOLIDE

Astuparea

perforării

Formare

Invazie

Matrice

Deteriorarea

permeabilității

Gât astupare

pori

TemperaturăPresiuneViteză

SalinitatepH

Coroziunea

conductei Bacterie

Bule de

gaz

Particule

suspendate

în lichid

Precipitarea

speciilor

chimice

Particule

externe

Particule

interne



EXPERTIZĂ HIDROLOGICĂ (1): SOLIDE SUSPENDATE

Sursă: Wolfgramm et al. (2011)

1. Examinarea tipului, cantității și dimensiunea granulelor solidelor

suspendate în apa termală (la punctul de evacuare prezent).



EXPERTIZĂ HIDROLOGICĂ (1): TEST-DEBIT

Date, rezultate1. Petrografie

-Examinări microscopice

( de ex. “point-counting”),

-Alegere mostrelor de granule potrivite

Mineralogie, diageneză,

fațetele rocilor (condiții de

depunere)

Compoziția lichidului de

saturație (Tab. 2)

Compoziția fluidului după

flux, permeabilitate

(Tab.2)

4. Petrografie

-exminări microscopice

Fenomenele de dizolvare și

precipitare, rearanjarea

particulelor

Reacțiile dizolvării

Și precipitării

5. Examinările chimice

ale apei

-conductibilitate

-Fe,Mn,Na,Cl,K

3.Fluxurile prin fluidul saturat

Temperatura 25oCValoare pH 5,8

2. Saturația nucleului

48 de ore într-un exsicator cu fluid de saturație artificial

(Tab.1) sedimentat

Test-debit examinarea nucleului forat în laborator (vezi ilustrațiile).

Plus 6. Analiza difracției cu raze X-minerale argiloase ale pietrei de

nisip- argiloasă pentru verificarea dacă sunt conținute minerale

argiloase expandabile.

Apă

Presiune pori

90 MPa

Liniile de semnal

Presiunea

înconjurătoare

300 MPa

Pro

bă

Sursă: Wolfgramm et al. (2004, modificat)



EXPERTIZĂ HIDROLOGICĂ (3): ACIDIFICARE SUB PRESIUNE

Inspecția cu acidificarea unui foraj existent pentru pregătirea reinjectării. La aceasta

particulele înfundate vor fi dizolvate și va fi verificată integritatea și învelișul forajului

(casing) precum și capul forajului.

Sursă: GeoT

46321544



EXPERTIZĂ HIDROLOGICĂ (4): TEST DE INTERFERENȚĂ

Sursă: Plavită & Cohut (1990)

Traducere din limba engleză


EXPERTIZĂ HIDROLOGICĂ (5): TEST-TRASORExemple de vârfuri ale căilor de curgere:

(a) Dipol un singur puț, gradient intercalat forțat vertical

(b) Monopol gradient forțat într-un sistem cu două faze (cu mai multe puțuri de observare )

puț-inter (sau puț-singur intercalat) vârfuri -> MRT trasor

și RTD, echiv.cu: dimensiunea rezervorului și repartiția stocării -fluxului

permeabilitate egală

ef. transp.inegal porozitate

diafragmă totală egală,

ef.transport egal porozitate, zona

inegală de schimb

Un singur puț injectare-retragere(SWIW) teste - >

subst. dizolvată sau densitatea zonei de schimb de căldură

Principiul unui singur puț injectare-retragere (SWIW) sau testul ‘push-pull’:

trasor BTCs de la testele push-pull puț-singur utilizând subst.dizolvante cu (a) absorbție cu echilibru-

rapid, sau cu (b) schimbul kinetic sau difuzie matrice (căldură sau subst.dizolvante ca trasori); acesta

din urmă suferă de un anumit grad de ambiguitate între parametrii non-/AD

met

od

ele

hid

rau

lice

nu

po

t, î

n t

imp

ce

met

od

ele

de

urm

ărir

e p

ot

dis

cern

e în

tre

ele

temperatură lichid conc. sol.

repartiții de stocare a

fluxurilor derivate de

la BTC‘s

omogen, izotrop heterogen #1 heterogen # 2

Sursă: Ghergut et. al. (2010)

ACEEAȘI CANTITATE DE POROZITATE

supr. de contact

specifică

SCĂZUTĂ

supr.de contact specifică

RIDICATĂ

ACEEAȘI POROZITATE MARE

supr. de contact

specif. SCĂZUTĂsupr. de contact

specif. RIDICATĂ apăsați

trageți




Optimizare 1:

construirea unei conducte de

reinjectare de 1630 m pentru

forare 4632, întreținerea

presiunii cu încărcare de azot,

schimbătoare de căldură mari

și trei filtre duble.

Sursa hărții: SC FORADEX VEST SA, modificată




Varianta 1a (reinjectare):

Optimizare 2:

Menținere suplimentară a presiunii în forajul de reinjectare pentru

împiedicarea precipitării

Corpul

supapei

Sursa: gec-co (2017)

Nivelul apei

Supapă de menținere a

presiunii

Pompa de alimentare

Schimbător de căldură Învelis conductă

injectare

Activitate

(conductă)

Locul

supapei

Scurgere

Protecție

împotriva căderii

(opțional)

Înveliș

(cimentat)




Sursa: GeoT

Varianta 1b ( reinjectare cu inhibare):

În locul menținerii presiunii maxime, un inhibitor complet biodegradabil

poate fi utilizat pentru a preveni formarea depozitelor de calciu. În orice caz,

este necesară menținerea presiunii minime cu încărcare de azot, printre altele

pentru a împiedica formarea oxizilor metalici/hidroxizilor metalici.

Sursa: www.hydroisotop.de, modifcat

apă termală care

se scurge

Măsurarea debitului

Supapă de reglareRecipient de depozitare

Pompa de injectare

Conducta de injectare

Zona de

precipitare

Zona de amestecare

Inhibitor-apă termală

Doza de injectare

Apă termală

care izvorăște

http://www.hydroisotop.de/




Varianta 2 (prepararea apei):

Datorită conținutului ridicat de cloruri, nici măcar o instalație de preparare a apei (pe

baza schimbului de ioni) pentru separarea borului nu intră în discuție. Chiar dacă acest

lucru ar merge, acesta ar avea dezavantaje grave (i) o încărcare suplimentară a apei cu

clorură și (ii) relocarea problemei de eliminare prin transferul soluției de regenerare

într-un depozit de deșeuri special .

Sursa: www.hydroisotop.de

http://www.hydroisotop.de/



POSIBILITĂȚI DE OPTIMIZARE (5) DILUAREA APEI FREATICE

Varianta 3 (diluarea cu apă freatică):

În locul instalației de prepararea a apei poate fi efectuată o diluare cu apă freatică,

pentru o evita o depășire a valorilor limită. Pentru aceasta sunt necesare 3 fântâni noi

în zona bazinului termal (2 plus 1 pentru redundanță). Testele de pompare trebuie să

clarifice productivitatea puțurilor individuale și să modeleze managementul

resurselor de apă regionale integrate (IWRM)

Sursa: Sarbu & Sebarchievici (2016, modificat) Sursa: Lazăr et al. (2014)

Pompă de apă

PUȚ DE

PRODUCȚIE



POSIBILITĂȚI DE OPTIMIZARE (6) CANALIZARE

Varianta 4

Apoi temperatura

trebuie scăzută cu

ajutorul unui

schimbător de căldură.

Energia termică a

acestuia poate fi

folosită în plus la

aceasta.

Sursa: https://banatbusinesspark.ro/de/infrastruktur/

Canalizare ( exemplu parcul de business Banat în Sândrei)




Utilizarea energiei termice a schimbătorului de apă pentru scăderea temperaturii de

inițiere vara. Aceasta se află de ex. la uscare uniformă ca și produsele agricole ca de

ex. ceapă, roșii etc. sau stă la dispoziție pentru funcționarea unei saune-bio.

Sursa: Van Nguyen et al. (2015)

Alimentare

Conveier de

alimentare

Izolație

Secțiunea A-A’

Cureaua

conveierului

Produs

Serpentine de apă caldă

încălzite geotermic Izolație

Grătar

distribuție aer




Separarea de metan pentru obținerea suplimentară de energie prin diluare ( căldură sau

BHKW ( curent și căldură)

Apă termală la

consumator

Supapă

Gaz pentru

consumator

Condens

Sursa: Rosca (2007)

Sursa: Antics & Rosca (2005, modificat)




Separare suplimentară de metanul dizolvat în apa termală

Sursa: Marzovac & Basic (2009)

1 Atmosferă

Met

an


TRANSMITEREA PE ALTE MUNICIPII (1)

Sursa: GeoT

Sursa: Panu et al. (2002)

Centrală de încălzireă Sânnicolau Mare




TRANSMITEREA PE ALTE MUNICIPII (2)

Adâncul Makó Trog

(MT) pe partea ungară

se continuă pe zona de

lucru din Vestul-

României până în

Serbia (acolo se va

numi Srpska-Crnja-

Trog).

În principiu, conceptul

poate fi implementat în

întregul Bazin Panonic.

Sursa: Balázs et al. (2016, modificat)



GEOTHERMAL ENGINEERING GMBH (GEOT)

Karlsruhe

Companie independentă de consultanță și

inginerie pentru energie geotermală din 2005

Sediul în Karlsruhe, Germania

Misiune

“Furnizarea de soluții individuale, inovatoare și

economice pentru generațiile de căldură și energie,

precum și aplicațiile de răcire cu energie geotermală ”

De la conceptul inițial al proiectului până la

foraj

- Petrotermal (rezervor îmbunătățit)

- Hidrotermal (rezervor natural)

Entalpie scăzută ( < 190oC)

Entalpie crescută (> 190oC)

Operare la un nivel internațional

Rețeaua internațională de expertiză

( foraj, finanțare și operarea centralei electrice)



SEGMENTE DE AFACERI GEOT

Explorare

ConsultareCercetare

& dezvoltare

Dezvoltare

proiect

Soluții software GEOT

Strategii de explorare

Geologie & Geofizică de ex. Interpretare

seismică (2D/3D)

Hdrologie & Geochimie

Modele conceptuale

Studii de pre-fezabilitate

Planificarea undelor & geologia așezării

undelor

Studii fezabilitate

Finanțare & consolidare

Atenuarea riscului

Analiză de piață

Asistență economică

Management proiect

Relații publice

Dezvoltarea metodelor de explorare

inovativă ( ex. TRASOR)

Dezvoltarea dispozitivului automat de

eșantionare pentru monitorizare

Redactarea propunerilor de cercetare

Coordonare proiect cercetare

Încorporat în rețeaua internațională

Contact

Geo Thermal Engineering GmbH

Dr. Michael Kraml

Strada Baisch 8

76133 Karlsruhe, Germania

Tel: +49 721 570 446 84

Fax: +49 721 570 446 89

Email:[email protected]


de utilizare strategii de optimizare pentru lovrin...traducere din limba germană potențial...

Documents