摘要 地质热能存储 (GeoTES) 利用地下储层来存储和调度能源,以满足可以跨越整个季节的特定需求计划。能源输入可以有多种来源/形式;在本文中,我们研究了 1) 结合太阳能热混合和使用枯竭的油气储层的 GeoTES 技术,以及 2) 结合由过剩可再生电力充电的热泵和使用低温浅层储层的 GeoTES 技术。对于每种 GeoTES 技术,我们都会对候选储层进行适用性分析,开发初步的技术经济模型,并通过选定的案例研究验证该模型。本文概述了我们在关注主题上的技术进展,旨在促进 GeoTES 技术在未来能源市场中得到更广泛的接受。
抽象的地质热能存储(GEOTES)利用地下储层可以按照给定的需求时间表存储和调度能源,这些储量可以跨越整个季节。能量输入可以是各种来源/形式的;在本文中,我们研究了1)使用太阳热杂交和使用耗尽的油/天然气储存剂的地理位置技术,以及2)用过量的可再生电力收取的热泵并使用低温浅水储藏液,用热泵进行地理位置。对于每种地理技术,我们对候选水库进行了适合分析,开发了初始的技术经济模型,并通过选定的案例研究验证模型。本文概述了我们在关注的主题方面的技术进步,并旨在促进对未来能源市场中Geotes技术的更广泛接受。
我们提出了一种混合可再生能源系统——地热能存储系统 (GeoTES) 和太阳能系统——以提供低成本的可调度电力,时间范围从每日、每周到每季不等。带太阳能系统的 GeoTES 使用聚光太阳能集热器场来产生热水,然后注入沉积盆地以产生合成地热资源。然后,可以在电网需要时调度存储的地热。GeoTES 对于光伏和风能等非灵活可再生技术渗透率高的电网尤其有价值。在这项工作中,我们结合了电力循环模拟工具 IPSEpro 和国家可再生能源实验室 (NREL) 的经济分析工具 SAM,开发了一个复杂的混合模型来评估 GeoTES 的技术和经济潜力。分析表明,在适当的初始充电期内,存储中的热损失几乎可以忽略不计,是一种适合长期储能的技术。评估了各种电力循环选项,并选择了最合适的电力循环进行进一步研究。 GeoTES 系统的年度计算表明,季节性存储 4000 小时可实现 12.4 ¢/kWh e 的平准化存储成本 (LCOS);该值远低于现有的长期存储。与电池和熔盐储热系统不同,GeoTES 的 LCOS 对 8 小时以上的存储时间不敏感。这一结果表明,GeoTES 可以成为未来电力市场上具有竞争力的季节性存储技术。GeoTES 系统的平准化电力成本也经过仔细分析,根据太阳能集热器的价格,其变化范围在 10.0 到 16.4 ¢/kWh e 之间。[DOI:10.1115/1.4047970]
这些结果表明,GeoTES 适合储存大量能源。大型能源储存可用于在短时间和长时间内调度电力。因此,GeoTES 可能提供一系列能源储存服务,包括负荷转移、套利、电网可靠性、能源容量和季节性储存。GeoTES 有许多不同的配置,具体取决于能源来源、储层特征和当地能源市场。例如,以前的研究考虑储存由抛物面槽式集热器产生的太阳能热能,这将适用于太阳辐照度高的地区(Sharan 等人,2020 年)。还可以设想使用电加热器或热泵将多余的电力转化为热能。其他合适的能源包括工业过程产生的废热。
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摘要:证明将新的或枯竭的碳氢化合物储层转化为可再生、无碳的地热长时能源的能力。在 10 兆瓦的示范之后,扩建项目将是一个 400 兆瓦的商业示范项目,拥有超过 1,000 小时的长时能源存储,位于加利福尼亚州克恩县 - 一个转型中的化石燃料社区。GeoTES 将生产无碳、按需调度的电力 - 任何时间和任何天气条件。Premier Resource Management, LLC 将在其位于圣华金谷 (SJV) 西侧的约 560 英亩租赁地上展示该项目,该租赁地位于密集开发的油田之间,毗邻克恩县的弱势社区。
越来越多的能源存储是替代化石燃料的。正在开发许多储能解决方案来解决短期排放持续时间,但是VRE发电和电力消耗之间存在明显的季节性不匹配。可以提供季节性或长期储能(LDE)的技术是一个急需的需求,可以将能源发电从夏季转变为冬季,但是这些技术必须具有公用事业规模的能力,并且在市场竞争中的成本非常低。储存热能存储(RTE)或地质疗法存储(GEOTES)被提议作为长期储能的低成本解决方案,因为多余的热能可以有效地存储在可渗透的储层中,例如含水层和耗尽的碳氢化合物储层。