The geothermal fluid at Kızıldere in Turkey is produced from carbonate rocks and carries a significant amount of dissolved CO2 (mostly over 3% by weight depending on depth). The SUCCEED (Synergetic Utilisation of CO2 storage Coupled with geothermal EnErgy Deployment) project aimed at demonstrating the feasibility of utilising produced and subsequently vented CO2 for re-injection into the reservoir to improve geothermal performance, while also storing the CO2. The project also aimed at developing life cycle assessment (LCA) and technoeconomic/life cycle cost (LCC) models for geothermal power generation and use these models to demonstrate the environmental benefits of CO2 reinjection and storage in geothermal reservoirs. This paper presents the findings of a life cycle environmental impact assessment study for the Kızıldere II geothermal power plant (GPP) through a number of CO2 reinjection scenarios. The findings for the Kızıldere III plant operations are also summarised to provide a comparison for the emissions from its much deeper production wells. CO2 reinjection in the field is assumed to have started in 2022, approximately 9 and 5 years after these plants started power generation and continue until 2042 and 2045, respectively. Key findings indicated that, without CO2 reinjection, the life cycle CO2 emissions for Kızıldere II and Kızıldere III are likely to be 140 kg CO2/MWh and 444 kg CO2/MWh, respectively. For Kızıldere II, CO2 reinjection lowers emissions to 110 kg CO2/MWh, while for Kızıldere III, emissions would be reduced to 186/185 kg CO2/MWh, mainly due to the emissions that took place until 2022.

The geothermal fluid at Kızıldere is produced from carbonate rocks and carries a significant amount of dissolved CO2 (over 3% by weight depending on depth), which is mostly exhausted to the atmosphere as non-condensable gas during power generation. Geothermal fluid production since 2013 has been accompanied by reinjection of spent fluids back into the geothermal reservoir. While contributing to the maintenance of reservoir pressure, rejection of spent fluids has also, to a large extent, resulted in considerable decline of dissolved CO2 in the geothermal reservoir, which behaves as a natural pump during the ascend of geothermal fluid in the wells. As a part of the SUCCEED (Synergetic Utilisation of CO2 storage Coupled with geothermal EnErgy Deployment) project, a dynamic reservoir model representing the Kızıldere geothermal field was developed and calibrated against field natural state well temperature and pressure profiles. The calibrated dynamic model was then used to simulate brine production and reinjection of CO2-depleted fluids and CO2-enriched depleted fluids. Reservoir simulations have shown that reinjection of CO2-enriched spent fluids has the potential to re-establish the geothermal reservoir CO2 content, thus reducing CO2 emission, while having the advantage of further maintaining reservoir pressure.