Varmelagring i dybe formationer ved Aalborg - Numerisk modellering

Transkript

1 Varmelagring i dybe formationer ved Aalborg - Numerisk modellering med bidrag fra Charlotte Guldager, Marton Major og Søren Erbs Poulsen 1

2 Indhold Princip med lighedspunkter til dyb geotermi Case Aalborg Det undergrundstermiske system ved ladning og afladning Varmetab og genindvinding Kapacitet Kombination med geotermisk produktion

3 Varmelagring i geologisk reservoir - ATES Principskitse to boringer

4 Geotermisk anlæg Geotermisk energi til fjernvarme To boringer Produktion af varmt vand Reinjektion af afkølet vand 4

5 Aalborg-området

6 Geologisk model og temperaturer Reservoirmodeller Enheder ikke medtaget: lerindhold over 30% porøsitet under 15% Frederikshavn reservoir 26 m, m, 27 C Haldager reservoir 78 m, m, 32 C Gassum reservoir 53 m, m, 50 C

7 Modelopgave Aalborg Forsyning Lagerstørrelse - effekt: 32 MW Lagring af varme: opladning 14/6-12/9: 3 mdr. Varme tilbage: afladning 1/10 15/4: 6,5 mdr. To temperatur-scenarier 1) Lagring: 65 C Injektion ved afladning: 15 C 2) Lagring ved 80 C Injektion ved afladning: 40 C

8 Illustration af undergrundsmodel Her for Frederikshavn Fm 37 lag 1,9 million elementer Numerisk modellering med FEFLOW To boringer, afstand 1200 m Flow rater: m 3 /time

9 Eksempler på modelresultater

10 Temperatur over tid Den varme boring og den kolde boring Frederikshavn Fm

11 Temperatur over tid Den varme boring og den kolde boring Gassum Fm

12 Temperatur omkring lagringsboring (VB) Frederikshavn Fm - scenarie 1 Efter 1. og 7. cyklus

13 Hvor stort er varmetabet? Beregning af indvindingsfaktoren (genindvindingsfaktor) Forholdet mellem den indvundne energi og den lagrede energi

14 Indvindingsfaktor Frederikshavn Fm

15 Indvindingsfaktor Gassum Fm

16 Hvor stort et anlæg til 32 MW? Effekt (kapacitet) ved lagring To boringer

17 Effekt ved lagring Frederikshavn Fm

18 Effekt ved lagring Gassum Fm

19 Temperatur over tid Start som geotermisk anlæg Den varme boring og den kolde boring Gassum Fm Produktion 200 m3/time, 50 C Injektion v 15 C Geotermisk effekt ca. 8 MW

20 Effekt ved lagring Indkøring som geotermisk anlæg

21 Sammenfatning Termiske lagringsmodeller for tre reservoirer: Frederikshavn (ca. 800 m), Haldager (ca m) og Gassum (ca m). Numerisk termisk modellering er velegnet. Modeller for temperaturudvikling, genindvinding og termisk effekt. Indvinding afhænger væsentligt af temperatur i reservoir, lagringstemperatur og stiger med tiden: Intervaller 0,5 0,9. Høj genindvinding fra dybeste reservoir, men også med største omkostninger. Kræver varmepumpe eller startfase for at få lave temperaturer til varmeudveksling. Model med kombination af geotermisk produktion og lagring. 32 MW lagringseffekt fås med 3-4 dobbeltboringer ved flowrater på m3/time.

22 Referencer Guldager, C., Poulsen, S.E. og Balling, N., Numerisk modellering af varmelagring i dybe sedimentære reservoirer med særligt henblik på Aalborg-området. Forskningsrapport, EUDP projekt ,, Aarhus Universitet. 37pp. Major, M., Poulsen, S.E. and Balling, N., A numerical investigation of combined heat storage and extraction in deep geothermal reservoirs. Geothermal Energy 6:1, doi.org/ /s

23 Tak for opmærksomhed