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World File Search System地热田
贸易和环境可持续性结构性讨论
•地热能探索始于1950年代 - 1958年运营的第一家地热电厂•今天 - 六个地热田，18个地热发电厂，总容量为985兆瓦，提供了国家电网电力的17％。•新西兰国际发展合作计划 - 自1970年代以来支持地热能开发
苏黎世联邦理工学院无能网格 - 研究成果
我们研究部署地热能储存的多能源系统的最佳运行，以应对供暖和制冷需求的季节性变化。我们通过开发一个优化模型来实现这一点，该模型通过考虑物理系统的非线性，以及捕捉能源转换、储存和消耗的短期和长期动态，在最先进的基础上进行了改进。该算法旨在最大限度地减少系统的二氧化碳排放量，同时满足给定终端用户的供暖和制冷需求，并确定系统的最佳运行，即通过网络循环的水的质量流速和温度，考虑到地热田温度随时间的变化。该优化模型是参考现实世界的应用而开发的，即安装在瑞士苏黎世联邦理工学院的无能电网。在这里，基于化石燃料的集中供暖和制冷供应由一个动态地下网络连接，地热田作为能源和储存，并满足需要供暖和制冷能源的终端用户的需求。与使用基于集中供热和制冷的传统系统相比，所提出的优化算法可将大学校园的二氧化碳排放量减少高达 87%。这比当前运营策略实现的 72% 减排效果更好。此外，对系统的分析可以得出设计指南并解释系统运行背后的原理。该研究强调了结合每日和季节性储能对于实现低碳能源系统的重要性。
ASTM 能源标准帮助我们的生活提供动力
地热能科学与应用是 E44.15 地热田开发、利用和材料分委员会标准制定工作的重点。E44.15 标准通过提供一致的术语和实践及测试方法来评估地热资源的质量、确定地热硬件的材料兼容性以及定义电力转换技术的性能，从而改善了沟通。最广泛接受的 E44.15 标准是 E1675，用于对地热流体进行化学分析取样。E1675 在 17 个国家/地区用于指导收集管道中存在的蒸汽和液相的代表性样本。为了进一步推动地热能技术的发展，E44.15 已开始制定一项新实践，旨在定义闭环地热热交换器的安装、测试、调试和维护要求。
ASTM 能源标准助力我们的生活
地热能科学与应用是 E44.15 地热田开发、利用和材料分委员会标准制定工作的重点。E44.15 标准通过提供一致的术语和实践及测试方法来评估地热资源的质量、确定地热硬件的材料兼容性以及定义电力转换技术的性能，从而改善了沟通。最广泛接受的 E44.15 标准是 E1675，用于对地热流体进行化学分析取样。E1675 在 17 个国家/地区用于指导收集管道中存在的蒸汽和液相的代表性样本。为了进一步推动地热能技术的发展，E44.15 已开始制定一项新实践，旨在定义闭环地热热交换器的安装、测试、调试和维护要求。
合金钢在高酸性地热中的适用性...
本研究旨在评估目前市场上哪种材料可以克服腐蚀问题并承受火山环境中地热资源开采中的高腐蚀性条件。我们的调查是由 Lahendong 地热田（印度尼西亚北苏拉威西岛）的条件引发的：LHD-23 井是最大的挑战之一，因为它能够从单个井产生 > 20 MW 的能量，同时具有非常低的 pH 值（2 - 3）和相对较高的氯化物（1,500 mg/L）和硫酸盐（1,600 mg/L）浓度。选择了三种不同的钢种（低合金钢 UNS G41300、不锈钢 UNS S31603 和高合金不锈钢 UNS N08031），并通过短期电化学方法（动电位极化）和长期暴露试验（最长 6 个月）评估了它们的腐蚀行为。该研究在实验室中在 100°C（100 kPa）和 175°C（900 kPa）的人工 LHD-23 地热盐水（1,500 mg/L 氯化物、1,600 mg/L 硫酸盐、pH 2）的静止条件下进行，模拟现场的条件。
合金钢在高酸性地热中的适用性...
本研究旨在评估目前市场上哪种材料可以克服腐蚀问题并承受火山环境中地热资源开采中的高腐蚀性条件。我们的调查是由 Lahendong 地热田（印度尼西亚北苏拉威西岛）的条件引发的：LHD-23 井是最大的挑战之一，因为它能够从单个井产生 > 20 MW 的能量，同时具有非常低的 pH 值（2 - 3）和相对较高的氯化物（1,500 mg/L）和硫酸盐（1,600 mg/L）浓度。选择了三种不同的钢种（低合金钢 UNS G41300、不锈钢 UNS S31603 和高合金不锈钢 UNS N08031），并通过短期电化学方法（动电位极化）和长期暴露试验（最长 6 个月）评估了它们的腐蚀行为。该研究在实验室中在 100°C（100 kPa）和 175°C（900 kPa）的人工 LHD-23 地热盐水（1,500 mg/L 氯化物、1,600 mg/L 硫酸盐、pH 2）的静止条件下进行，模拟现场的条件。
海水淡化
农业部门高度依赖水资源，由于水资源短缺的风险以及可持续和高效的农业食品链，农业部门应在改进水资源管理实践的基础上，探索可用的方案来满足供需。地热水是一种用于发电和/或供热的能源。利用地热水的能量后，剩余的水由于离子含量高，经过处理后可用作灌溉水源。地热田大多位于有农业活动的农村地区。这将是降低灌溉水运输成本的良好契合。农业海水淡化过程的能源需求更高，需要额外的后处理过程。满足能源需求的化石燃料越来越昂贵，温室气体排放对环境有害。因此，应努力将可再生能源整合到海水淡化过程中。本文重点介绍由可再生能源驱动的地热水海水淡化的全面回顾，并提供土耳其和波兰的具体案例。此外，还介绍了海水淡化领域可能的新一代可再生能源系统，并考虑了它们在农业灌溉地热水淡化中的潜在应用。
肯尼亚发电公司
1. 背景 KenGen 是目前该国最大的发电机组，占该行业有效容量的 60%。KenGen 的装机容量由地热 (799 兆瓦)、水力 (825.7 兆瓦)、风能 (25.5 兆瓦) 和火力 (180 兆瓦) 组成。肯尼亚 2022-2041 年最低成本电力发展计划 (LCPDP) 报告预测，能源需求预计平均增长 5.22%，而峰值负荷预计平均增长 5.34%。能源部门有多个已承诺的发电项目正在实施中，由 KenGen 和独立电力生产商 (IPP) 开发。此外，肯尼亚还与邻国签订了电力交换双边协议。当前的电网正面临着近期未曾出现过的挑战。间歇性可再生能源尤其是风能和太阳能发电量显著增加。这对电网有利，因为可再生能源发电量增加，取代了中速柴油 (MSD) 电厂和燃气轮机 (GT) 发电量更昂贵的热电。然而，这种改进的可变可再生能源 (VRE) 容量也使电网面临一些关键挑战，因为在风能可用的非高峰时段，需求较低，而且它取代了其他形式的发电，特别是地热发电。在这些低峰时段，很难通过节流地热井来减少蒸汽发电，因此唯一可用的选择是排出多余的地热蒸汽。由于排出的蒸汽无法回收再注入资源区，情况变得更糟，因此降低了地热田的可持续性。另一个令人担忧的问题是电网的稳定性。间歇性电源往往不可预测，因此它们需要其他能够弥补资源间歇性的能源。这意味着，为了将可再生能源整合到网络中，网络中需要其他形式的能源发电或辅助服务来帮助提高电网的稳定性。根据 LCPDP 2024-2043 的建议，到 2026 年需要加快 250MW BESS 的开发。根据该报告，预计地热容量将在规划期内以年均 36% 的年均增长率对总公司容量贡献最高。电池储能系统和抽水蓄能将对电网稳定做出重大贡献，到 2043 年，这两种技术的总容量将占固定容量的 14%。值得注意的是，预计到 2035 年，所有柴油和燃气发电厂都将退役。按照政府到 2030 年实现 100% 绿色能源的目标，到计划期结束时，56% 的固定容量将是可再生能源，其中 VRE 技术将在 2043 年贡献 5%。根据这些建议和调查结果，值得注意的是，BESS 将在系统中发挥关键作用，无论是在能源转换方面，还是作为辅助服务提供商方面。