Als Arbeitsflüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt kommen Isopentan im Rankine Cycle- oder eine Mischung aus Ammoniak und Wasser im Kalina Cycle-Verfahren in Frage. Im nächsten Schritt wird die Flüssigkeit verdampft vom
und danach in einer thermischen Turbine entspannt, die einen elektrischen Generator antreibt.
Sulzer liefert für diese Prozesse die folgenden Vertikalpumpen als Kohlenwasserstoff-Speisepumpen:
| SJD-API | |
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Förderleistung |
Bis zu 3.800 m3/h / 20.000 US gpm |
| Förderhöhe | Bis zu 700 m / 3.000 ft |
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Druck |
Bis zu 75 bar / 1.100 psi |
| Temperatur | Bis zu 205°C / 400°F |
Binärzyklus-Prozesse werden heute sehr häufig eingesetzt, um hydrothermische Ressourcen mittlerer Temperatur zu nutzen, die unterirdisch zur Verfügung stehen. Eine sekundäre Arbeitsflüssigkeit mit wesentlich niedrigerem Flammpunkt wird durch die hydrothermische Ressource erhitzt, dehnt sich in einer Thermalturbine aus und treibt so einen elektrischen Generator an.
Eine binäre Geothermieanlage nutzt die Wärme der geothermischen Flüssigkeit (105°C < bis < 185°C), die durch einen Wärmetauscher geleitet wird, um eine sekundäre Arbeitsflüssigkeit, etwa Pentan, Isobutan im Organic Rankine Cycle (ORC)-Verfahren oder Ammoniak im Kalina Cycle-Verfahren, zu verdampfen. Diese Arbeitsflüssigkeit expandiert darauf in einer Turbine, kondensiert, und wird dann in einem geschlossenen Kreislauf erneut erhitzt. Die Sole wird durch Reinjektion in den Boden entsorgt. Sulzer unterstützt diese Prozesse mit Produktionspumpen (PP), Sole-Reinjektionspumpen (BRIP), Kohlenwasserstoff-Speisepumpen (HFP), Kühlwasserpumpen (CWP) und Hilfspumpen.
Dry Rock Enhanced Geothermal Systeme werden zurzeit verstärkt erforscht. Hierbei sind die hydrothermischen Ressourcen nicht unterirdisch verfügbar; sie werden stattdessen durch die Stimulation von geborstenem heissem Felsgestein mithilfe injizierten Wassers künstlich erzeugt. Bei Verwendung dieser Technologie werden in der Regel sehr heisse hydrothermische Ressourcen gewonnen.
Geothermische Trockendampfressourcen waren die erste Technologie, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts zur Stromerzeugung eingesetzt wurde. In diesem Prozess folgt die unterirdisch verfügbare Ressource ihrer natürlichen Richtung und treibt eine Thermalturbine an, die wiederum einen Stromgenerator antreibt.
Flash-/Binärzyklus-Geothermieanlagen werden auch als Kombikraftwerke bezeichnet. Sie dienen der Optimierung des thermischen Zyklus, indem sie die Hochenthalpie der unterirdischen hydrothermischen Ressourcen dazu nutzen, diese blitzartig zu verdampfen, während die ungenutzte heisse Sole verwendet wird, um Kohlenwasserstoff oder Ammoniak in einem Binärzyklus blitzartig zu verdampfen.
Entspannungsdampfanlagen nutzen unterirdische, hydrothermische Ressourcen mit hoher Enthalpie, indem sie diese in einem Kessel mittels plötzlicher Drucksenkung in Dampf umwandeln. Der Entspannungsdampf treibt eine Thermalturbine an und diese wiederum einen Stromgenerator.
