Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Alternatywna technologia wiertnicza do głębokich zastosowań geotermalnych

Wspomagane systemy geotermalne mają potencjał, by stać się fundamentem europejskiej strategii w zakresie energii odnawialnej. Aby wykorzystać ten potencjał, unijni naukowcy opracowali rewolucyjny, wspomagany strumieniem wody system wiercenia świdrem gryzowym.

Energia

Zależność Europy od źródeł gazu spoza UE stwarza zagrożenie dla bezpieczeństwa energetycznego całej Wspólnoty. Jednym z możliwych rozwiązań mogących zmniejszyć tę zależność jest wykorzystanie energii geotermalnej do wytwarzania ciepła i energii elektrycznej. „Wykorzystanie energii geotermalnej jako zasobu odnawialnego jest zasadniczym warunkiem zapewnienia bezpiecznych i zrównoważonych dostaw energii elektrycznej w Europie”, mówi Karin Rehatschek z Uniwersytetu w Leoben w Austrii. Karin Rehatschek jest koordynatorką finansowanego ze środków UE projektu ThermoDrill, w ramach którego powstała innowacyjna technologia wiercenia głębinowego, która umożliwia dostawanie się do źródeł energii geotermalnej.

Przedzieranie się przez solidne formacje skalne

Wspomagane systemy geotermalne (ang. enhanced geotermal system; EGS) mają potencjał, by stać się fundamentem przyszłej europejskiej strategii w zakresie energii odnawialnej, zapewniając całodobowe dostawy energii elektrycznej w zakresie obciążenia podstawowego przy niemal zerowej emisji dwutlenku węgla. Dotychczasowe zastosowania obejmują mieszczącą się we francuskim Rittershoffen elektrownię geotermalną o mocy 24 MWth, która dostarcza do pobliskiego zakładu przemysłowego ciepło technologiczne, oraz elektrownię w niemieckim Insheim, która zaopatruje w energię elektryczną 8 000 gospodarstw domowych. Jednakże zanim możliwe będzie przeskalowanie systemów EGS, należy obniżyć koszty wiercenia. „Większość źródeł energii geotermalnej znajduje się na głębokości od 3 000 do 5 000 metrów pod powierzchnią gruntu, zazwyczaj pod twardymi formacjami skalnymi”, wyjaśnia Rehatschek. „Ponieważ koszty wiercenia rosną wykładniczo wraz ze wzrostem głębokości, stanowią one główny czynnik kosztotwórczy dla elektrowni geotermalnych – często stanowią one ponad połowę wszystkich kosztów inwestycyjnych”. Aby pokonać tę potencjalną przeszkodę na drodze do wykorzystania potencjału systemów EGS, w ramach projektu ThermoDrill opracowano hybrydową technikę wiertniczą, która łączy w sobie standardową metodę wiercenia obrotowego z technologią cięcia strumieniem wody. Wysokociśnieniowy strumień wody znajdujący się bezpośrednio nad wiertłem wstępnie narusza strukturę skały, uderzając o jej powierzchnię. Dzięki temu wiertło znacznie łatwiej zagłębia się w skałę, co zwiększa ogólną efektywność procesu wiercenia.

Ogromny potencjał

Ostateczne testy terenowe, które zostały przeprowadzone w odwiercie o głębokości 1,3 kilometra w Austrii, potwierdziły, że technika ThermoDrill może zwiększyć prędkość wiercenia co najmniej dwukrotnie. „Większa efektywność wiercenia oferowana przez technikę ThermoDrill znacznie obniży jego koszty, co z kolei doprowadzi do zmniejszenia łącznych nakładów inwestycyjnych, a tym samym do znacznej poprawy opłacalności całego projektu geotermalnego”, mówi Rehatschek. System ThermoDrill można w pełni zintegrować z istniejącą infrastrukturą i technologią wiertniczą, zwiększając tym samym akceptację jego wdrożenia jako systemu gotowego do wprowadzenia na rynek w przyszłości. Konsorcjum szacuje, że dzięki systemowi ThermoDrill na jednym głębokim odwiercie (o głębokości 5 000 metrów) możliwe jest osiągnięcie oszczędności kosztów na poziomie około 20 %. Daje to łącznie około 3 miliony euro. „Przyszłe postępy przygotują tę technologię wiertniczą do wprowadzenia na rynek, co utoruje drogę do intensywniejszego wykorzystania geotermii jako przyjaznego dla środowiska alternatywnego źródła energii w całej Europie – a nawet na świecie”, podsumowuje Rehatschek.

Słowa kluczowe

ThermoDrill, energia geotermalna, wspomagane systemy geotermalne, energia odnawialna, energia zrównoważona, wiercenie

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania