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Energia dalla geotermia non così calda
Una grande parte delle risorse geotermiche adatte alla generazione di energia, quelle con temperature superiori a 300 ° F, si trovano in profondità nel sottosuolo, al di là della portata della tecnologia attuale. Le risorse a bassa temperatura, che sono comuni negli Stati Uniti, sono generalmente utilizzate per il riscaldamento, ma potrebbero anche essere un'abbondante fonte di energia, se i ricercatori riuscissero a trovare un modo economico per convertirle in elettricità.
Ingegneri al United Technologies Research Center (UTRC), un'unità di United Technologies con sede a East Hartford, CT, afferma di aver sviluppato un sistema a basso costo in grado di utilizzare risorse geotermiche a bassa temperatura. La tecnologia potrebbe essere particolarmente utile per generare elettricità dall'acqua calda di scarico generata nei pozzi di petrolio e gas.
La centrale elettrica modulare da 200 kilowatt di UTRC può convertire temperature fino a 165 ° F in elettricità. La tecnologia è simile ai motori a vapore, tranne per il fatto che il vapore o l'acqua calda vaporizza un refrigerante idrofluorocarburo che aziona la turbina. E il refrigerante ha un punto di ebollizione più basso dell'acqua. È difficile far funzionare un motore a vapore a 165 gradi [Fahrenheit], afferma Bruce Biederman, che guida il progetto all'UTRC. Le dimensioni dell'attrezzatura sarebbero enormi e la tua turbina sarebbe molto scarsa in termini di efficienza.
La centrale elettrica UTRC può essere pensata come un sistema di raffreddamento inverso e la nuova turbina è essenzialmente un compressore per frigorifero che funziona all'indietro, afferma Biederman. Invece di usare l'energia per creare una differenza di temperatura, come fa un frigorifero, converte una differenza di temperatura in elettricità.
L'azienda sta ora testando un'unità a distanza località termale 60 miglia a nord est di Fairbanks, Alaska. Biederman prevede che una centrale elettrica commerciale sarà pronta entro l'inizio del prossimo anno, dopo aver testato l'affidabilità del sistema dimostrativo.
Secondo lui, il sistema potrebbe utilizzare la grande quantità di acqua calda pompata dal terreno nei pozzi di petrolio e gas. Solo in Texas, dai pozzi vengono prodotti più di 12 miliardi di barili d'acqua. Le compagnie petrolifere di solito scartano le acque reflue reiniettandole nel terreno; ma potrebbero usarlo per generare elettricità. Biederman ha in programma di avviare progetti dimostrativi presso i pozzi di petrolio e gas in Texas e Nevada il prossimo anno.
Questo concetto di raffreddamento inverso non è nuovo; ma fino ad ora nessuno ha realizzato una turbina efficiente a un costo ragionevole, dice. UTRC ha ridotto i costi modificando le unità di refrigerazione prodotte dalla sua consociata Carrier Corp. e utilizzando la sua linea di produzione a Charlotte, NC.
Le dimensioni ridotte del sistema riducono anche i costi e lo rendono più utilizzabile, afferma Maria Richards, che coordina il laboratorio geotermico alla Southern Methodist University di Dallas. Il fatto che possa essere montato sul retro di un camion a pianale ribassato ed essere portato in un pozzo lo rende molto più conveniente e meno costoso, afferma. È [come confrontare] un computer mainframe e un laptop. E, come con altre energie rinnovabili, l'aumento dei costi del carburante sta stimolando l'interesse per le unità geotermiche, aggiunge.
Gwen Holdmann, vicepresidente del nuovo sviluppo presso il resort termale dell'Alaska dove la tecnologia è in fase di test, afferma di aver speso $ 2,2 milioni per la centrale geotermica dell'UTRC e che dovrebbe ripagarsi da sola in cinque anni. Potrebbe anche essere un rimborso più rapido se il costo del carburante continua ad aumentare, suggerisce. Prima che la centrale elettrica fosse installata, il resort bruciava diesel per un valore di 1.000 dollari al giorno per generare elettricità, dice. L'impianto elimina quei costi e le emissioni nocive dei generatori diesel.
In questo momento, le centrali geotermiche si trovano principalmente negli Stati Uniti occidentali, dove il vapore ad alta temperatura o l'acqua calda appare naturalmente in superficie. La perforazione di pozzi per raggiungere risorse ad alta temperatura in profondità nel sottosuolo può costare milioni di dollari, ma è comunque conveniente perché è efficiente per la generazione di energia, afferma Richards. Finora, tuttavia, non è stato economico utilizzare risorse geotermiche a bassa temperatura per l'energia.
Ma i pozzi di petrolio e gas esistenti, dove l'elettricità generata dall'acqua calda di scarico potrebbe far funzionare le pompe dell'olio, sarebbero la posizione ideale per i moduli di alimentazione UTRC, afferma Richards. Stanno già perforando pozzi, i pozzi sono già in uso e stanno producendo qualcosa che è una fonte secondaria di energia.