Preliminary techno-economic analysis for geothermal electricity production from sedimentary basins

This study utilizes advanced computational tools, specifically employing the Python programming language, to thoroughly investigate the behavior of CO2-Plume Geothermal Power Plant (CPG) in sedimentary basins. The study explores the use of carbon dioxide in a direct cycle for electricity generation by focusing on key input parameters such as depth, transmissivity, permeability, turbine efficiency, temperature gradient, and the characteristics of geofluid (Carbon Dioxide – Water) and plant working fluid (Carbon dioxide – R245fa – R600a), the research systematically varies these factors, concurrently adjusting the plant type with fluid changes. The investigation aims to examine the technical and economic impact of these variations. Utilizing the genGEO software, sophisticated models are created, enabling a detailed exploration of the complex relationships between input variables and resulting thermal plume behavior. The study's outcomes yield valuable insights for optimizing CPG systems in sedimentary basins, providing a computational framework to enhance the efficiency and sustainability of geothermal energy extraction across diverse geological contexts. Ultimately, the goal is to draw conclusions about the optimal input ranges, guiding a more efficient operation of these plants with the objective of minimizing costs or maximizing power output.

Questa ricerca utilizza strumenti computazionali avanzati, impiegando specificamente il linguaggio di programmazione Python, per investigare approfonditamente il comportamento degli impianti geotermici del tipo “CO2-Plume Geothermal” (CPG) nei bacini sedimentarie. Lo studio esplora l'utilizzo di biossido di carbonio in un ciclo diretto per la generazione di elettricità. Concentrandosi su parametri chiave di input come profondità, trasmissività, permeabilità, efficienza della turbina, gradiente di temperatura e le caratteristiche del geofluido (biossido di carbonio –acqua) e del fluido di lavoro dell'impianto (biossido di carbonio –R245fa –R600a), la ricerca varia sistematicamente questi fattori, adeguando contemporaneamente il progetto di impianto ai cambiamenti del fluido. L'indagine mira ad esaminare l'impatto tecnico ed economico di tali variazioni. Utilizzando il software genGEO, vengono creati modelli sofisticati, consentendo un'esplorazione dettagliata delle complesse relazioni tra le variazioni di input e le prestazioni complessive dell’impianto. I risultati dello studio forniscono preziose intuizioni per ottimizzare i sistemi CPG nei bacini sedimentarie, offrendo un quadro computazionale per migliorare l'efficienza e la sostenibilità dell'estrazione di energia geotermica in contesti geologici diversificati. In definitiva, l'obiettivo è trarre conclusioni sul campo di valori di input ottimali, per prestazioni più efficientie di tali impianti con l'obiettivo di minimizzare i costi o massimizzare la produzione di energia.