Economic-Technical Evaluation of Insulated Tubings for Completions in Geothermal Energy Applications

Titel in Übersetzung: Wirtschaftlich-technische Bewertung isolierter Rohre für Komplettierungen in Geothermieanwendungen

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Energie, welche aus geothermischen Quellen gewonnen wird, gilt als erneuerbare Energie und damit als eine jener Technologien, die es uns künftig ermöglichen wird, klimaschädliche fossile Energiequellen, sprich Erdöl, Erdgas und Kohle, weitgehend oder im besten Fall vollständig zu ersetzen. Da die Geothermie mit anderen erneuerbaren Energiequellen konkurriert, ist es notwendig, ein technisch-wirtschaftliches Optimum der Anlagenteile zu erzielen. Die Masterarbeit befasst sich mit der Frage, ob der Einsatz isolierter Rohre im Bohrloch einen wirtschaftlichen Mehrwert gegenüber den in der Regel eingesetzten, unisolierten Standardrohren, wie sie auch in der Erdöl- und Erdgasbranche verwendet werden, bieten. Hierfür werden unterschiedliche Isolierlösungen hinsichtlich Wärmeübertragungsverhalten und Reibungsverluste betrachtet. Die Masterarbeit gliedert sich in einen theoretischen und einen praktischen Teil. Im ersten Abschnitt des theoretischen Teils wird die Geothermie in technischer Weise beschrieben und auf Grundlagen zur Wärmeübertragung eingegangen. Speziell im Fokus stehen hierbei die Beschreibung der derzeit am häufigsten eingesetzten Technologien zur Gewinnung geothermischer Energie und die Ableitung der Verluste durch Wärmeübertragungsmechanismen und Rohrreibung. Folgend wird im zweiten Abschnitt des Theorieteils ein Blick auf den Markt für alternative Energiequellen und im speziellen auf jenen der Geothermie geworfen. Auch werden wirtschaftliche Kennzahlen genannt, die in Verbindung mit der aus der Isolierung von Rohren resultierenden potentiellen Effizienzsteigerung gebracht werden können. Im ersten Abschnitt des praktischen Teils werden unterschiedliche Isolierlösungen in zwei theoretischen Modellen technisch und wirtschaftlich untersucht. Bei ersterem Modell handelt es sich um einen Anwendungsfall, bei dem die Produktionssonde von der Injektionssonde getrennt ist. Das andere Modell bildet eine ¿SingleBorehole¿-Lösung ab, bei der Injektionssonde und Produktionssonde dieselben sind. Als Eingabewerte wurden teils fiktive, aber wirklichkeitsnahe Werte verwendet, was auf das Ziel zurückzuführen ist, möglichst allgemein geltende Ergebnisse zu erzielen. Es zeigt sich, dass gewisse Isolierungen einen durchaus beachtenswerten Mehrwert hinsichtlich technischer Performance und wirtschaftlichen Outputs, trotz erheblichen Mehrkosten, liefern können. Der zweite Abschnitt des praktischen Teils befasst sich mit der Frage, ob Rohre aus Stahl einen Mehrwert gegenüber jenen aus Kunststoff in oberflächennahen Geothermieanwendungen aufweisen. Hierzu wurde ein Bewertungsschema verwendet, das im Ergebnis die Frage eindeutig negierte.
Titel in ÜbersetzungWirtschaftlich-technische Bewertung isolierter Rohre für Komplettierungen in Geothermieanwendungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Posch, Wolfgang, Betreuer (intern)
  • Siegmeth, Franz, Mitbetreuer (intern)
Datum der Bewilligung22 März 2024
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2024

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 17-10-2028

Schlagwörter

  • Geothermie
  • Optimierung
  • Wärmeverlust
  • Isolation
  • Rohre
  • Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

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