Eavor-Loop - Tiefengeothermie mittels geschlossenen Kreislaufsystemen Eavor-Loop - Géothermie profonde en circuit fermé Eavor-Loop - Deep ...
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Eavor-Loop – Tiefengeothermie mittels
D
geschlossenen Kreislaufsystemen
Eavor-Loop – Géothermie profonde en circuit
F
fermé
Daniel Mölk
Eavor-Loop – Deep geothermal energy using Eavor
E
closed loop system
Geothermie Schweiz
Connect Forum 2021
21.09.2021
daniel.moelk@eavor.com
2
Eavor Corporate Übersicht A World Class Team
Gründer und
Eavor’s Ziel ist Weltmarktführer für Führungskräfte
Geothermie Entwicklung zu werden Paul Cairns
Ingenieure
und
Jeanine Vany Todd Stuebing
Geologen
Ryan Michaluk
• 2017 gegründet mit Finanzierungsmitteln in Höhe von CAD $100 million Matt Toews Stephen Longfield
John Redfern
Lynette Liston
• Investoren und internationale Energiekonzerne Robert Winsloe
Bailey Schwarz Alex Vetsak
Board of Directors Daniel Mölk
Mark
Peter Bauman
• Die Eavor-Loop™ Technologie ist als eigene Kategorie der Hodder
Neal Sutherland
Chris Cheng
Mike Holmes
Energieerzeugung anzusehen Berater
• Neuer Ansatz zur geothermischen Energiegewinnung
Finian Tan Doug Beach Cheri Corbett
Kaufleute
• Erstellung Demonstrationsanlage “Eavor-Lite™” Michael
Dr. Malcolm I. Liebreich
Chad Bown Chris Ho Ross
• Eavor-Loop™ IP Komponenten zur Erstellung der Technologie wurden Dr. Eric
Van Oort Austin
Nieuwdorp
Mara Stirling
Area Representatives &
geschützt Business Development
• Umfangreiche strategische Partnerschaften, R&D Projekte und James Jackson Ewa
Ginal-Cumblidge
Stephen Lindop
Kooperationen zur Technologieverbesserung Thorsten
Weimann Hans Kol
Horst Kreuter Neil Ethier Wouter Kool James
Heatherington
IP Entwicklung, IP Fortschritt, Portfolio Ausbau,
Konzept, Gründung, Patentierung
Marktentwicklung, Eavor- Markterweiterung, Equity Kommerzialisierung & techno-
und erste Kapitalausstattung Lite™ Raise logische Weiterentwicklung
2017 2018-2019 2020 2021 2022 und zukünftig
3
Eavor-Loop™ - Charakteristik
Bereit zur globalen wirtschaftlichen Implementierung
Reine Wärmeleitung, kein Flüssigkeitsaustausch
• Kein Thermalwasser aus dem Untergrund
erforderlich
• Kein Explorationsrisiko
Geschlossener Wärmekreislauf
• Prinzip “Fußbodenheizung”
• Thermosiphon Effekt – keine Pumpen notwendig
• Geförderte Wärmemenge ist regelbar!
Erstellung des Eavor Loop
• Unverrohrte Multilateralbohrung
• Kosteneffizient, geringer Flächenverbrauch
• Von einem einzigen Standort aus möglich
Energieerzeugung regelbar (“Eavor Earth Battery”)
• Möglichkeit zum steuerbaren Energieaustrag
• Möglicher Beitrag zur Stabilität in Stromnetzen
4
Eavor-Lite™ Demonstrationsanlage
Erreichte Ziele
Erstellen Wärmeschleifen
Verbinden der Bohrungen
Versiegelung der Bohrlochwand
Nachweis Thermosiphoneffekt
Energieaustrag wie berechnet
5
Von Eavor-Lite™ zum Eavor-Loop™
6
Key Elements & Vorteile Eavor-Loop™
Geschlossener Kreislauf Flexibel & Langlebig Günstiger Footprint
Thermosiphon Effekt
Durch obertägige Regelung des Unterbetrachtung der gesamten
Wirkprinzip durch Volumenstroms ist das System Wertschöpfungskette, hat ein Eavor
Wärmeaufnahmen in einem in sich regelbar. Eine Reduzierung der Loops den geringsten
geschlossenem System, kein Fließraten erhöht die Umwelteinfluss aller erneuerbaren
Reservoir notwendig. Durch den Temperaturaufnahme des Energien. Stillgelegte Bohrplätze,
Dichteunterschied des Wassers Arbeitsmediums im Untergrund. Somit Bohrungen oder Industriestandorte
zirkuliert das Arbeitsmedium kann beim Hochfahren des Systems können nachgenutzt werden. Der
selbstständig ohne zusätzlichen temporär ein höheres Energieniveau Betrieb erfolgt vollkommen
Pumpeneinsatz. Dadurch große erreicht werden. Diese Regelung kann emissionsfrei.
Verringerung der Betriebskosten. zum Netzausgleich im Zusammenspiel
mit anderen Energiequellen genutzt
werden.
Anordnung Bohrabschnitte Multilateral / Rock-Pipe™ Verbindung
Aus der verrohrten Vertikal- Die horizontalen Bohrabschnitte sind Magnetische Ranging Technik
bohrstrecke wird eine Mehrzahl vollständig vom Gestein und ermögliche die sichere Verbindung
von Abzweigungen erstellt. untereinander isoliert. Dies wird der einzelnen Bohrstrecken und die
Modernste Bohrtechnik für durch den Einsatz den Rock-Pipe™- Planung von Bohrprofilen
multilaterales Bohren ermöglichen Arbeitsmediums ermöglicht. Somit maximaler Wärmeauskopplung und
effiziente Bohrprofile und die ist steht das zirkulierende Beständigkeit.
Anzahl der Bohrlänge erhöht Arbeitsmedium in keiner Interaktion
Bohrperformance. mit dem abgedichteten
Formationsgestein
7
Eavor-Loop™
Innovation Proof of concept
2,500m
2019
3,000m
2,500m
Sedimentgestein
Erstes kommerzielles Projekt- 2021
4,000m
Massive Ausbaufähigkeit:
Grundgebirge
• Kann überall implementiert werden
00m
3,0
• Nutzung von bestehendem Know-How aus Demonstrationsprojekt- 2021
Kohlenwasserstoff Industrie
6,000oC
8
Eavor-Loop™: Eine neue Kategorie der Energieerzeugung
Grundlast
Öl & Gas Kohle Biokraftstoff Atomenergie Wasserkraft Die
weltweit erste
Kleiner Footprint - Distributed Energy Resource (“DER”) - Geringer Impakt nachhaltige
Form einer
Traditionelle EGS
sauberen,
Erdbatterie - Kaltstart - Regelbar Geothermie “Fracking” skalierbaren
Energie für die
Grundlast &
Regelbarkeit
Wind Solar Speicherung
Sauber
Skalierbar
9
Eavor-Loop™ vs. Hydro-Geothermie
Hydro-Geothermie Eavor-Loop™
Offenes System: Wasserfluss durch ein Geschlossenes System: Die Arbeitsflüssigkeit
Reservoir, Fluidaustausch zwischen System & zirkuliert isoliert vom Reservoir, kein Austausch
Reservoir von Fluiden
Erfordert einen durchlässigen Aquifer und Kein durchlässiger Aquifer erforderlich
eine heiße Konvektionszone
Benötigt eine elektrische Pumpe zur Antrieb durch natürlichen Thermosiphon, keine
Zirkulation der Thermalwassers, dies bedingt Pumpe erforderlich
einen hohen Eigenverbrauch
Für einen stärkeren Zufluss u. U. Fracking Kein Fracking erforderlich, kein Erdbebenrisiko
erforderlich, Erdbebenrisiko durch induzierte durch induzierte Seismizität
Seismizität
Mögliche Produktion von Treibhausgas Kein THG oder CO2
einschließlich CO2 mit dem Thermalwasser
Anhaltende Wasserförderung erfordert Kein Wasserverbrauch, keine Fluidbehandlung
kontinuierliche Behandlung (Scaling)
Grundlastfähig, nicht regelbar Grundlast und flexibel bedarfsgerecht
einsetzbar (Strom, Wärme)
10Wärmeaustrag über Jahrzehnte
Vorhersehbarer und wirtschaftlicher
Wärmeaustrag durch kontrollierte
Wärmeentnahme und Einhaltung
von Mindestabständen zwischen
den Wärmeschleifen
1 Jahr 10
Jahre
30 100
Jahre Jahre
11Wärmeaustrag während der Betriebszeit – verschiedene Optionen
• Option 1: Maximaler Wärmeaustrag: Konstante Einstellung der Fließrate über 30 Jahre (Beispiel 60 l/s). Der Wärmeaustrag sinkt
stärker während der ersten 6 Jahre, danach wird die Absenkung geringer und gleichmäßiger. Dies entspricht dem Betrieb der Eavor-
Lite Versuchsanlage, deren Temperaturverringerung bisher exakt der Prognose folgt.
• Option 2: Gleichmäßiger Wärmeaustrag: Ein regulierter Anstieg der Fließrate im Zeitverlauf liefert einen gleichmäßigen
Wärmeaustrag über 30 Jahre.
Max Thermal Output Flat Thermal Output
120.0 20.0 120.0 20.0
TEMPERATURE (DEG C), FLOW (L/S)
TEMPERATURE (DEG C), FLOW (L/S)
100.0 18.0 100.0 18.0
THERMAL OUTPUT (MWTH)
THERMAL OUTPUT (MWTH)
80.0 16.0 80.0 16.0
60.0 14.0 60.0 14.0
40.0 12.0 40.0 12.0
20.0 10.0 20.0 10.0
0.0 8.0 0.0 8.0
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
YEARS YEARS
Inlet Temp (deg C) Outlet Temp (deg C) Inlet Temp (deg C) Outlet Temp (deg C)
Flow Rate (L/s) Heat Output (MWth) Flow Rate (L/s) Heat Output (MWth)
12Eavor-Loop™ - Regelbarkeit nach Bedarf (Dispatchability)
Eavor ermöglicht eine Anpassung an Schwankungen der
Energienachfrage bzw. des natürlichen Energieangebots
• Vorübergehend erlaubt das System einen flexiblen Wechsel vom
“Ladebetrieb” während Zeiträumen niedriger Nachfrage zum
“Entnahmebetrieb” während Zeiträumen hoher Nachfrage.
• Demonstriert am Eavor-Lite™
• Keine Beeinträchtigung des Nettoenergieertrags während der Laufzeit
einer Anlage.
• Das Ertragsprofil kann flexibel an viele unterschiedliche
Bedürfnisse von Endnutzern angepasst werden: Li-ion Batterie Eavor
• Gut kompatibel in Gebieten mit hohem Solaranteil (z.B. Kalifornien, [1, 2, 3]
Nevada, Chile, usw.) Speicherdauer in Stunden 8 8-20
• Alternativ kann primär Netzstabilität oder Spitzenlast gewährleistet Lebensdauer in Jahren 10 30
werden. Kapazitätsverringerung 25% 0%
Entladungsuntergrenze 90% 90%
• Eavor-Loop™ ist ein nachhaltiger und natürlicher
Speicherenergiekosten ($/MWh) >125Energiekostentrends (LCOE / LCOH) & Entwicklungsperspektiven der
LCOEkommenden
Eavor-Loop Technologie in den trends
LCOEover time
trends over time
Jahren
400 400
LCOH @ 15% Levered IRR ($/MWh)
LCOE LCOE @ 15% Levered IRR ($/MWh)
375 375 $$$
368 368 ?? Einspeisestarif Inselbetrieb Abgegrenzt Netzlastausgleich Märkte m. Großversorgern
350 350
Wärmepreise
325 325 Temperaturgradient (oC/km)
$$$ 30 35 30 40 35 45 4050 55
45 60
50 55 60
300 300 Gere
tsried
275 275 272 272
250 250
225 225
223 223 ??
LCOE
200 200 196 196
175 175
166 166 163 163
150 150 147 147
132 132
125 125
114 114 113 113
107 107
100 100
75 75 82 82 78 78
64 64
50 50 56 56
45 45
25 25
- -
2020 2020/2021
2020 2021 2022
2021 2022 2023
2022 2023 2024
2023
EL1.0 EL2.0 YEAR YEAR EL3.0 EL4.0
14Eavor-Loop™ 1.0/2.0+ – Geretsried Projekt
Entwicklungsschritte
Hintergrund
• 2009-2012: Aufsuchungserlaubnis Enex Derzeitige Entwicklung (2020 – 2024)
• Kraft Wärme Kopplung • ~9 MWe / 65 MWth
• Fernwärmenetz Geretsried • Erste vier (4) Eavor-Loop™ 1.0 Implementierungen von einer
• Projektgenehmigungen, Infrastruktur gemeinsamen Projektlokation abgeteuft
und Landpartiellen vorhanden • Direkte Strom- und Wärmeerzeugung
• Trockene hydrothermale Bohrung
Einsparung Treibhausgase Phase 1:
• ~40,000 t CO2 / Jahr
Ausbaustufen
• Entwicklung wie in Fabrikbetrieb
• Implementierung in Modulbauweise
• Weiterentwicklung der Eavor-Loop™
Technologie und Effizienz mit kontinuierlichem
Ausbau für Wärme und Strom
• Gesamtes elektrisches Potential skalierbar auf
200 MWe
15Vielen Dank!
www.eavor.de
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