Modeling of high temperature, high pressure geothermal energy production system

En betydelig fornybar energikilde er varmt vann/damp under høyt trykk som hentes opp fra reservoarer i jordskorpen, og som kan benyttes eksempelvis til produksjon av elektrisk kraft. Prosjektet ser på problemstillinger knyttet til oppløste mineraler i dampen som kan felles ut når trykk og temperatur synker. I rapporteringsperioden er de numeriske modellene for utfelling av SiO2 fra overhetet damp utvidet til også å inkludere agglomerering av utfelte partikler. Videre er den numeriske modellen for avsetning av (nano-)partikler på en fast flate videreutviklet. Initielle eksperimentelle målinger av utfelling av SiO2-partikler fra overhetet damp er gjennomført og sammenliknet med numeriske beregninger, men med begrenset samsvar, noe som tilskrives stabilitetsproblemer med forsøksoppsettet. Ytterligere forsøk med et noe modifisert eksperimentaloppsett vil gjennomføres i 2022.

-

High pressure and high temperature hydrothermal geothermal resources represent a large energy source that can be utilized for e.g. power production both onshore and offshore, benefiting from Norway's leading competence in drilling and subsea oil/gas production. Due to high pressure and high temperature, the water chemistry may contain significant amounts of dissolved minerals which may precipitate during cooling/pressure relief and deteriorate or damage vital components in the power production system. The major goal of the project is to provide knowledge and predictive methods for the precipitation behavior, and propose mitigation methods. This will in turn enable the design of robust power production systems. Different power production systems, based on direct use of the well fluid or indirect use by heat exchange will be analyzed with respect to feasibility and efficiency. Major project activities are: - Modeling of the well fluid properties as function of pressure and temperature (significantly higher than today's conventional hydrothermal systems), particularly with respect to mineral and gas solubility, - Experimental validation of vital fluid properties, - Feasibility analysis of power production systems having direct well fluid usage in the turbine or indirect usage through heat exchangers. Available information from the Iceland Deep Drilling Project will be used in the project. The outcome of the project will provide vital knowledge on the well fluid behavior in a power production system such as potential problems associated with mineral/salt precipitation, corrosive components, solidified particle erosion, which is required for the successful development of robust end efficient power production systems.