CO2 Storage in Supercritical Geothermal Systems
Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und Habilitationsschriften › Masterarbeit
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Abstract
Die steigende Konzentration von Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre stellt eine ernsthafte Bedrohung für die Stabilität des Weltklimas dar und erfordert innovative Lösungen für eine effektive, langfristige Bindung von Kohlendioxid. Die Speicherung von CO2 in überkritischen geothermischen Lagerstätten ist eine vielversprechende Lösung für dieses Problem, da sie die einzigartigen Dichteeigenschaften von CO2 und Wasser bei überkritischen Bedingungen nutzt. Oberhalb der kritischen Temperatur und des kritischen Drucks von Wasser weist überkritisches CO2 eine höhere Dichte auf, wodurch die Bedenken hinsichtlich möglicher Leckagen weitgehend ausgeräumt werden. Dies ist besonders in vulkanisch aktiven Gebieten von Interesse, wo das geothermische Potenzial und die Kohlenstoffbindung gemeinsam genutzt werden können, um erneuerbare Energie zu erzeugen und gleichzeitig die CO2-Konzentration in der Atmosphäre zu senken. Frühere Studien haben gezeigt, dass CO2 in diesen überkritischen Umgebungen bei konstanten Temperaturen absinkt. Die Auswirkungen von Temperaturverteilungen auf die CO2-Ausbreitungsweise sind jedoch noch nicht ausreichend erforscht. Dies stellt eine Forschungslücke dar, da Lagerstätten in der Realität keine konstanten Temperaturen aufweisen. Um diese Lücke zu schließen, wird in dieser Arbeit das CO2-Injektionsverhalten durch eine Reihe von 2D-Simulationen mit variierender Permeabilität und einer realistischen Temperaturverteilung untersucht. Die Temperaturverteilung wird erzielt, indem eine Wärmequelle, die einen magmatischen Einschluss darstellt, in einem Teil der Lagerstätte simuliert wird. Durch die Berechnung von „Gravity Numbers“ und die Darstellung von CO2-Sättigungsprofilen untersucht diese Arbeit das Verhalten zwischen viskosen und auftriebsbedingten Kräften, welche die CO2-Wolke beeinflussen, und zeigt ein distinktes Ausbreitungsverhalten, insbesondere bei hohen Permeabilitäten. Besonders diese haben in den früheren Studien vielversprechende Ergebnisse gezeigt. Die Ergebnisse beinhalten unerwartete, durch Konvektion verursachte CO2-Ausbreitungsmuster und geben einen Einblick in die Massenbewegungen und Viskositätsprofile über die Injektionsdauer. Die Resultate zeigen, wie wichtig eine detaillierte Bewertung der Lagerstätten ist, um eine sichere und effektive CO2-Speicherung zu gewährleisten, und liefern wertvolle Erkenntnisse auf dem Gebiet der CO2-Speicherung in geothermischen Lagerstätten.
Details
Titel in Übersetzung | CO2-Speicherung in überkritischen geothermischen Systemen |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Gradverleihende Hochschule | |
Betreuer/-in / Berater/-in |
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Datum der Bewilligung | 20 Dez. 2024 |
DOIs | |
Status | Veröffentlicht - 2024 |