Nowe metody stymulacji dla wydajniejszego zarządzania systemami EGS
Zasadniczo tylko jedna przeszkoda oddziela konwencjonalne techniki od EGS (ang. enhanced geothermal systems): możliwość wytwarzania niedrogiej energii poprzez pompowanie wody pod wysokim ciśnieniem do gorących skał o niskiej przepuszczalności. Proces ten nosi nazwę stymulacji hydraulicznej i może otworzyć przed nami zupełnie nowy świat. Eksploatacja zasobów geotermalnych, która do tej pory nie była uzasadniona ekonomicznie, nagle stanie się możliwa, jednak nie doszliśmy jeszcze do tego etapu. EGS nadal musi w pewnych aspektach udowodnić swą wartość i przyciągnąć inwestorów. Pomóc w tym mają działania w ramach projektu DESTRESS. Od 2016 roku twórcy projektu korzystali z postępów w sektorze naftowym i gazowym, by opracować nowe metody stymulacji, mając na celu ograniczenie kosztów, zwiększenie przepływowości zbiorników oraz ograniczenie negatywnego wpływu na środowisko naturalne. Wiąże się to z zapobieganiem wstrząsom sejsmicznym oraz zanieczyszczaniu zbiorników wód gruntowych. „Inspiracją był dla nas rozwój zbiorników węglowodorowych, z jedną główną różnicą: stymulacja geotermalna jest ukierunkowana na bezpieczną pod względem środowiskowym eksploatację zbiornika”, opowiada Ernst Huenges, kierownik Międzynarodowego Centrum Badań Geotermalnych w Centrum Helmholtza w niemieckim Poczdamie (GFZ, Deutsches GeoForschungsZentrum) oraz koordynator projektu DESTRESS. Konsorcjum projektu opiera swe koncepcje również na rozszerzonej ocenie ryzyka i niedawnych postępach naukowych w zakresie oddziaływań pomiędzy płynem i skałą, umożliwiających „miękką” stymulację, dokładniejsze określenie pola nacisku, a także analizę wywoływanej w ten sposób aktywności sejsmicznej. Koncepcję opracowaną w ramach projektu DESTRESS stosuje się na kilku polach geotermalnych. „Demonstrujemy nasze metody stymulacji w różnych środowiskach geologicznych i różnych okolicznościach panujących w danej lokalizacji, takich jak stan odwiertu oraz różne odległości od miast. W każdym przypadku wymagane adaptacje są powiązane z typem szlaków, którymi podążają płyny. Zbiorniki o porowatych ścianach wymagają bardziej zaawansowanej obróbki chemicznej, dzięki której możliwe jest rozpuszczanie przeszkód przy pomocy kwasów, natomiast w przypadku zbiorników ze szczelinami lepiej sprawdza się stymulacja hydrauliczno-mechaniczna”, wyjaśnia Huenges. Projekt DESTRESS obejmował siedem zagadnień, spośród których dwa dotyczyły opracowania prototypu rozwiązania na potrzeby innowacyjnej obróbki stymulacyjnej: jedno dotyczyło połączonej obróbki hydrauliczno-kwasowej piaskowców i innych skał, drugie zaś cyklicznej hydraulicznej i wieloetapowej stymulacji granitów i zbitych piaskowców.
Źródło inspiracji dla nowych pól geotermalnych
Mimo że projekt dobiegnie końca w listopadzie 2020 roku, Huenges jest pewien, że każda zainteresowana strona szukająca podobnych sposobów obróbki w celu rozwiązania problemów z produktywnością lub wstrzykiwaniem we własnej lokalizacji może wykorzystać projekt DESTRESS jako przykład. „Oczywiście, doświadczenie zdobyte podczas realizacji projektu, zwłaszcza w odniesieniu do stosowanej oceny ryzyka i procesów roboczych, wpłynie pozytywnie na sposoby obróbki realizowane później w innych lokalizacjach (na przykład w United Downs w Zjednoczonym Królestwie)”, stwierdza. Potencjał wykorzystywania energii geotermalnej do ogrzewania w Europie jest bardzo duży, zaś rosnące zapotrzebowanie na odnawialne źródła energii sprawia, że EGS jest kuszącym rozwiązaniem, o ile tylko zostaną rozwiązane potencjalne problemy środowiskowe. Przez kilka kolejnych miesięcy zespół projektu będzie koncentrował się na wieloetapowej stymulacji, której działanie na wystarczającym poziomie niezawodności nie zostało jeszcze zaprezentowane w przypadku systemów geotermalnych, co nie pozwala na wykorzystanie tego rozwiązania w celu uzupełnienia pozostałych luk. Po osiągnięciu tego etapu, wprowadzenie rozwiązania na rynek nie powinno już zająć zbyt wiele czasu. „Sądzimy, że jesteśmy bliscy komercjalizacji w nowo utworzonych odwiertach”, oznajmia Huenges. „Niedawno dowiedzieliśmy się jednak, że w starszych studniach nadal konieczne są dodatkowe prace ze względu na problemy z integralnością. Kilku interesariuszy zaangażowanych w projekt DESTRESS, jak również kolejny unijny projekt o tej tematyce, będą kontynuować prace nad nowymi metodami obróbki”.
Słowa kluczowe
DESTRESS, geotermalna, EGS, stymulacja hydrauliczna, oddziaływanie płyn-skała, prototyp, wpływ na środowisko
