宾夕法尼亚州立大学的科学家表示,利用宾夕法尼亚州废弃的油气井,该州能源开采历史悠久的产品,可以为未来提供负担得起的地热能源。
宾夕法尼亚州立大学石油工程教授ArashDahiTaleghani说:“这项研究表明,凭借创造力,我们可以将可能对环境构成威胁的东西转化为宾夕法尼亚州等地的清洁能源和经济机会。”
监管机构估计,该州已经钻探了数十万口油气井,其中许多是在现代法规出台之前,随着时间的推移在田野、森林和社区中消失了。今天,业主和经营者必须在放弃之前堵塞已停止生产的油井。
这种情况并不总是发生,未堵塞、未正确堵塞或损坏的井可能会将强效温室气体甲烷泄漏到大气和地下水中。联邦政府最近承诺拨款47亿美元在全美封堵这些油井
DahiTaleghani说,与此同时,关于废弃的油气井是否必须密封以防止甲烷和其他气体泄漏,或者基础设施是否可以重新利用以实现环境效益和新的收入来源的争论正在形成。
“一个可行的解决方案是回收低品位地热能,”拥有QuentinE.和LouiseL.Wood大学石油和天然气工程捐赠奖学金的DahiTaleghani说。“这有可能同时产生收入流、遏制逃逸排放并保持员工敬业度。”
在对地热系统及其如何用于重新利用现有油气井的全面审查中,科学家们得出结论,该技术具有为附近的家庭、农场和企业提供直接供暖的潜力,并且该行业已准备好大幅扩张在将来。他们在可再生能源杂志上报告了他们的发现。
“这项工作很重要,因为它解决了关于是否密封这些井,或者是否抓住机会重新利用现有井以直接获取地热的争论,”能源与矿物工程和地球科学教授DerekElsworth说。宾夕法尼亚州立大学和这篇文章的合著者。“优点是您可以避免钻井的高成本。这通常占地热项目成本的50%以上。”
大多数地热项目都发生在构造活跃的地区,例如美国西部,那里的热岩石更靠近地表,运营商可以利用这些热量来建造地热发电厂。
宾夕法尼亚州的油气井温度较低,在170至302华氏度之间。科学家们说,如果低温发电技术没有进一步进步,这些井将不适合发电厂,但它们可以为附近的建筑物提供直接热量。
“我们有严冬,我们可以使用这种热源直接供暖——为小型社区的医院、校园或学校供暖,”DahiTaleghani说。“它甚至可以是农场的温室,利用这种热量在冬天种植蔬菜。”
该过程涉及将管道插入井中,并通过管道不断循环水或其他流体。地球使液体变暖,然后热量可以传递给消费者。从油井到最终用户的距离是使该技术经济可行的关键。
科学家们说,这些井深处的温度保持恒定,地热能提供持续的基本能源负荷,可以整合到现有的供暖系统中,并补充更多间歇性可再生能源,如风能和太阳能。
“这表明石油工程师以及石油和天然气公司可以参与向可再生能源的能源转型,”DahiTaleghani说。“这些公司比以往任何时候都更希望将清洁能源纳入其投资组合。这可能会帮助他们以最小的影响并使用现有基础设施朝这个方向发展。”