A fenntartható geotermikus energiatermelés modellezéséhez szüksége bemenő paraméterek előállítása és ismertetése

Átírás

1 A fenntartható geotermikus energiatermelés modellezéséhez szüksége bemenő paraméterek előállítása és ismertetése Boda Erika III. éves doktorandusz Konzulensek: Dr. Szabó Csaba Dr. Török Kálmán Dr. Zilahi-Sebess László

2 Tartalom Fenntarthatóság Kutatási terület bemutatása Fenntartható geotermikus energiatermelés modellezéséhez szüksége bemenő paraméterek ismertetése Hőmérséklet Porozitás értékek Szivárgási tényező Üledékek hővezető képessége

3 Fenntarthatóság A fenntartható energia termelés olyan folyamat ami kielégíti a jelen szükségleteit anélkül, hogy csökkentené a jövő generációjának képességét, hogy kielégítsék saját szükségleteiket. A geotermikus energia termelés során a fenntarthatóságot elsősorban a termelés helyén történő folyadék és hő utánpótlódás jelenti. A fenntartható földhő alapú energia termelésnek leginkább lokális korlátai vannak, melyet a terület földtani, kőzetfizikai, hidrogeológiai paraméterei befolyásolnak.

4 Kutatási terület bemutatása Kutatási terület helyszínrajz A kutatási terület szerkezetileg a Tiszai Nagyszerkezeti egységhez tartozik Azon belül is a 7,8,9,13,14,15,16 jelű furások a Villányi-Bihari egységen találhatóak míg a 1,2,3,4,5,6,10,11,12 furások pedig a Békés-Kodru egységen helyezkednek el. A fúrások északi része az Alföldi míg a Déli része a Dél-magyarországi szerkezeti zónának felel meg.

5 Kutatási terület bemutatása Nagyalföldi tarkaagyag formáció agyag Főleg konszolidálatlan törmelék (lösz, kavics, homok) és változó vastagságú agyag, aleurolit alkotják. Zagyvai formáció felső-pannon korú közép- és finomszemű homok, homokkő, agyag és agyagmárga rétegek igen sűrű váltakozásából áll, gyakran barnakőszén betelepülésekkel. Újfalui homokkő formáció felső-pannon korú homokkő, aleurolit és agyagmárga sűrű váltakozásából áll, amelyben a homokkő testek vastagsága több tíz méter is lehet. Algyői vízzáró formáció felső-pannon korú agyagmárga réteg, homokkő betelepülésekkel. Szolnoki homokkő formáció felső-pannon korú képződmény finomszemcsés homokkő, és agyagmárga-márga rétegek váltakozása figyelhető meg. Endrődi márga formáció márgás helyenként homokkő csíkokkal.

6 Kutatási terület bemutatása Újfalui formáció tetejének mélység térképe Újfalúi formáció feküjének mélység térképe Szolnoki formáció tetejének mélység térképe Szolnoki formáció feküjének mélység térképe

7 Kutatási terület Békési mészkő tetejének mélység térképe Békési mészkő feküjének mélység térképe Formációk vastagság adatai

8 A kutatási terület hőmérsékleti viszonyai A terület hőmérséklet-mélység függése Újfalui formáció tetejének hőmérséklet eloszlás térképe Újfalui formáció feküjének hőmérséklet eloszlás térképe

9 A kutatási terület hőmérsékleti viszonyai Szolnoki formáció tetejének hőmérséklet eloszlás térképe Szolnoki formáció feküjének hőmérséklet eloszlás térképe Békési mészkő tetejének hőmérséklet eloszlás térképe Békési mészkő feküjének hőmérséklet eloszlás térképe

10 Porozitás Porozitás: A pórusok összmennyiségének a teljes kőzettérfogathoz viszonyított aránya. Százalékban adják meg. A tárlókőzetek porozitása 5-30% között változik. Minél nagyobb egy kőzet porozitása, annál nagyobb mennyiségű geotermikus fluidumot tartalmazhat melynek kitermelhetősége függ az adott kőzet permeabilitásától. Abszolút porozitás: Az összes pórustér tartalmazza beleértve a pórusfolyadék mozgásképtelen részét is Adszorpciósan kötött víz: nem kitermelhető Szubkapilláris víz: Nyomás és hőmérséklet növeléssel kitermelhető Szabadvíz: Könnyen kitermelhető Effektív porozitás: A pórustér azon térfogatrészének viszonya a teljes kőzettérfogathoz, mely csak az egymással összeköttetésben lévő, a folyadék szabad áramlását biztosító pórusteret és csak a kapilláris erők által kötött folyadékterét tartalmazza.

11 Porozitás 44 t 0,3048 exp ( 152,35)/ 29, 6 h 900 0,06 0,3 exp( exp( )) 600 Rt Ahol: Rt a mért látszólagos ellenállás [ohmm] h: az mért ellenállás értékhez tartozó mélység [m] [Zilahi] Totál porozitás = 29,6*ln(Δt)-152,35 [%]

12 Porozitás 12 jelű kút mélység porozitás értékei 6 jelű kút mélység porozitás értékei Átlag porozitás értékek

13 Szivárgási tényező A totál-porozitás csökkenése az eredeti pórusok méretcsökkenése révén jön létre, ez egyben direkt kapcsolatot is jelent a porozitás és a szivárgási tényező közt, melyet az alábbi egyenlettel fejezhetünk ki. K 1 e 0,1 5 [m/s] Ahol: totál porozitás 0-1 közt változik Átlag szivárgási tényezők

14 Üledékek hővezető képessége A kőzetek eredő konduktív hővezetőképessége a kőzet anyagának és a póruskitöltő folyadék hővezetőképességének függvénye, független a pórusmérettől és a permeabilitástól: λe= λv+(1- ) λk ahol a totál porozitás, λv a víz hővezetőképessége λv= W/(m*K) λk a kőzetmátrix hővezetőképessége λk = 2.3 W/(m*K) Átlag hővezető képesség

15 Publikációk Konferencia Jencsel H., Boda E., Szamosfalvi Á. Új összefüggés a kifolyóvíz és a réteghőmérséklet között ISZA 2009 Lendvai P., Boda E., Zilahi-Sebess L. Geotermikus adatbázis építés 2010 Magyar földtani társulat vándor gyűlés Publikáció Lendvai P., Boda E., Zilahi-Sebess L. Adatbázis építés geotermikus kutatások tervezéséhez Magyar földtani társulat folyóirat 71-75p 2010

16 Köszönöm a figyelmet