Drag Reduction in Geothermal & District Heating systems to LOWer investment and operational costs

Het DRAGLOW-project onderzoekt de toepassing van Drag Reducing Agents in geothermische warmtenetwerken om kosten te verlagen en efficiëntie te verbeteren, met als doel 20-30% besparing op infrastructuur en operationele kosten.

Subsidie
€ 1.845.331
2021

Projectdetails

Aanleiding

The energy transition to reduce CO2 emissions is both a technical and public challenge. Natural gas will be replaced by low carbon heat supply. District heating is a proven concept and these systems are expected to fulfill 50% of the thermal energy needs of buildings in the Netherlands.

Integrated geothermal multi-source district heating can deliver low-carbon heat to the built environment. This proven concept is simple and robust but requires major investments with low returns.

Uitdagingen

The main challenges are:

  • To reduce the cost of infrastructure and operations.
  • To minimize environmental impact.

As water is the medium to be circulated to transport heat through the system, high pumping power is required to overcome flow resistance in pipelines. Additionally, to control flow resistance, pipe diameters must be increased, raising infrastructure costs.

Oplossingen

Reducing flow resistance or drag is possible using so-called Drag Reducing Agents (DRA's), currently primarly used in the oil and gas industry. Adding low concentrations of DRA molecules to the water can significantly reduce flow resistance, allowing pipe diameters to be considerably smaller (CAPEX) and lowering the required pumping power (OPEX).

Doelstelling

The goal of this project is to assess the techno-economic viability of DRA's for geothermal multi-source district heating networks. The project investigates the technical and economic contribution of DRA's to district heating networks and geothermal wells.

Focus van het project

The DRAGLOW project focuses on:

  • The development of technical knowledge and system design tools.
  • Leading to practically usable solutions and instruments for cost-effective geothermal Multi-Source district heating systems in the built environment.

Preliminary analysis revealed that substantial reduction in CAPEX and OPEX is feasible by controlling the flow resistance in the pipelines and all subsystems of the district heating system. If the flow resistance can be reduced substantially, a 20-30% cost reduction is within reach.

Toepassing van DRA's

DRA's lower the pumping and construction costs in oil pipelines by reducing the friction between the oil and the pipe surface. This concept triggered the idea to apply such agents in the very cost-driven geothermal and heat network systems. Several groups of molecules have drag reducing properties depending on conditions such as liquid composition, temperature, and Reynolds number.

Korte omschrijving

DRAGLOW's innovation plan consists of clustered activities with focus on the following:

  1. Assessment of drag reducing agents for application in pipe flow conditions and according to geothermal and district heating compliance.
  2. Development of low drag system design tools and engineering models.
  3. Business model assessment and social acceptance through information sharing.

All partners together provide knowledge based on science and practical experience from the industrial and public sector. They also provide data of long-term actual operational conditions of existing systems.

Bijdrage van partners

The research capacity of Nouryon contributes with in-depth specific know-how on drag reducing molecules and production capabilities. All contributions are used to design experimental setups matching actual flow conditions. Research organizations TNO and TU Delft lead the experimental research. The industrial partners lead the development of designs, models, and techno-economic analyses to apply the results of the experimental research. Branch organizations will contribute to knowledge sharing and dissemination promoting sector-wide benefits.

Resultaat

In the last decades, several DRA molecules have been applied in different sectors. The aim of DRAGLOW is to identify and characterize suitable agents for geothermal and district heating systems which will have both its own set of functional and implementation requirements.

Onderzoek en impact

The specific risks and opportunities will be investigated and the techno-economic impact will be modeled based on a reference case to fully understand the benefits of required DRA's.

Implementatievoordelen

Implementation of DRAGLOW leads to:

  • Substantial cost reduction for the sector.
  • Validated, standardized methods to test and qualify DRA materials for application in geothermal multi-source district heating networks.
  • Classification of the drag reducing performance of selected and tested presently available DRA products under relevant geothermal and district heating flow conditions.
  • Classification of DRA products for reservoir compliancy for relevant sedimentary formation in the Dutch sector.
  • Tools and models to design low drag network architecture.
  • Engineering & construction guidelines and models.
  • Business assessment model for geothermal and district heating networks.
  • Data sets of the results available for the sector via a website.

Financiële details & Tijdlijn

Financiële details

Subsidiebedrag€ 1.845.331

Tijdlijn

Startdatum3-1-2021
Einddatum4-1-2024
Subsidiejaar2021

Partners & Locaties

Projectpartners

  • Aedes Places B.V.
  • ECW Geomanagement B.V.
  • EnerTrans
  • Gemeente Rotterdam
  • Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO
  • Nouryon Functional Chemicals B.V.
  • ROEMEX
  • Stadhuis
  • Techn. Universiteit Delft
  • Wayland Energy B.V.
  • Well Engineering Partners (WEP) B.V.

Land(en)

Netherlands

Vergelijkbare projecten binnen MOOI

Missiegedrev...

MOOI DIAMETER

Het DIAMETER-project richt zich op het optimaliseren van lage temperatuur aardwarmte om duurzame, economisch haalbare warmtenetten te realiseren binnen 5 jaar, door technische uitdagingen aan te pakken.

€ 3.999.811
Missiegedrev...

Process efficient Solid and Liquid Dewatering and Drying

Het SOLIDARITY-project ontwikkelt en demonstreert innovatieve droog- en ontwateringstechnologieën om de energie-efficiëntie in de procesindustrie te verbeteren en CO2-uitstoot te verlagen.

€ 2.105.115
Missiegedrev...

Integrale Renovatie Concepten DWM

Het project ontwikkelt een betaalbaar, gasloos energieconcept voor woningcorporaties, gericht op 5.000 duurzame woningrenovaties per jaar, geïntegreerd in meerjarig onderhoud.

€ 2.303.810
Missiegedrev...

WarmingUP Geothermie en Opslag Opschaling

Het WarmingUP GOO-project versnelt de toepassing van geothermie en ondergrondse warmteopslag in Nederland door inzicht te vergroten, pilots te ontwikkelen en maatschappelijk draagvlak te versterken.

€ 5.441.101
Missiegedrev...

De Nederlandse warmtepompfabriek: Seriematige productie van hoog-temperatuur lucht-water warmtepompen.

Het project richt zich op de implementatie van een hoog temperatuur lucht/water warmtepomp als alternatief voor de CV-ketel, met als doel duurzame warmtevoorziening voor 320 woningen en kennisontwikkeling.

€ 2.432.550

Vergelijkbare projecten uit andere regelingen

Demonstratie...

Stoomrecompressie voor reductie van energiekosten en CO2-uitstoot in de Nederlandse procesindustrie

Het project demonstreert de inzet van mechanische stoomrecompressie om laagwaardige stoom te valoriseren, wat leidt tot aanzienlijke energiebesparing en CO2-reductie in de procesindustrie.

€ 1.224.339
Demonstratie...

Directional Steel Shot Drilling for High Temperature Geothermal Wells

Canopus ontwikkelt een geavanceerd DSSD-systeem voor hoge temperaturen (175°C) om nauwkeurige richtingcontrole en efficiënter boren in diepe geothermische reservoirs mogelijk te maken.

€ 1.093.975
Demonstratie...

Optimizing district energy networks with AI

Het project ontwikkelt en test een AI-gestuurd technologieplatform voor het optimaliseren van warmte- en koudenetten, met als doel verliezen te minimaliseren en de efficiëntie te verbeteren.

€ 220.219
Demonstratie...

Integratie emissieloze katalytische verbrander en warmtemotor

TDSP en Zemission ontwikkelen een gastype neutrale micro warmte kracht centrale om oudere woningen duurzaam van warmte, tapwater en elektriciteit te voorzien tegen lagere kosten.

€ 120.735
Demonstratie...

Demonstratieproject Riothermie & bestaande woningen

Het project in Buikslotermeer demonstreert het gebruik van riothermie voor het verwarmen van bestaande woningen, met als doel een jaarlijkse CO2-reductie van 506 ton en opschaling van deze technologie in Nederland.

€ 2.722.524