增強行地熱系統取熱研究－以超臨界二氧化碳為工作流體

The Heat Extraction of Enhanced Geothermal System - for Supercritical CO_2

林大偉(David. T. W. Lin) ； 黃群傑(Cyun-Jie Huang) ； 謝瑞青(Jui-Ching Hsieh) ； 李伯亨(Bo H. Lee)

《石油季刊》 51卷2期 (2015/06) Pp. 53-59

摘要

地熱開採技術不斷地日新月異，在這數十年的歲月之中許多研究人員不停的研究與改進，取熱的工作流體就是一個很好的突破，本研究利用超臨界二氧化碳作為增強型地熱系統取熱的工作流體，是近年來許多發展增強地熱系統的國家都會使用的新型地熱技術，主要是針對有豐富的熱能但並非為溫泉區域等地方進行開採，傳統的地熱系統因受限於地形及溫泉水質之沉積物而無法得到良好的發電效率，透過該技術就能讓地熱能源能被充分的有效使用。能源國家科技計畫之地熱主軸分項提出一套可模擬地底四公里以下的儲集層實驗模型，探討及瞭解超臨界二氧化碳在高溫、高壓的儲集層內如何將熱能帶出之現象及取熱性能。並利用最佳化方法找出適合在不同深度及岩層的參數，讓取熱達到有效的效率。透過本研究能讓地熱能和再生能源開發得到最大效率並解決目前能源不足的問題，本研究之實驗可以大幅降低現地運轉規劃上之成本。

關鍵字

超臨界二氧化碳 ； 增強型地熱系統 ； 地熱儲集層

並列摘要

The convection heat transfer characteristics of supercritical CO_2 in a horizontal tube were investigated by simulations and experiments. The parameters were chosen as supercritical pressures and porous flow. The effects of volumetric flow rate and working pressure were discussed. The results showed that the temperature difference increased as flow rate decreased and near the critical pressure. Therefore, the heat transfer coefficient will be affected by the effects of pseudo-critical point for the increasing specified heat. In the future, we will apply the validated simulated model to the optimal evaluation to find the suitable operating condition such as the flow rate at different pressure and porosity.

並列關鍵字

Supercritical CO_2 ； Enhanced Geothermal System ； Geothermal Reservoir