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Mettere i pozzi petroliferi al servizio dell’energia geotermica

Un team di ricerca finanziato dall’UE ha pubblicato i risultati iniziali del suo primo test sul campo per la produzione di elettricità geotermica effettuato in un pozzo petrolifero in Francia.

Tecnologie industriali
Energia

L’energia geotermica rappresenta una fonte di energia rinnovabile enorme ma sottoutilizzata in Europa. Gli scienziati ritengono che l’utilizzo di energia geotermica possa portare ogni anno a un risparmio di 1 000 milioni di tonnellate di CO2. Allo scopo di incrementare la produzione di questa forma di energia, il progetto MEET finanziato dall’UE sta lavorando per dimostrare che i sistemi geotermici migliorati (EGS) sono uno strumento fattibile e sostenibile per produrre energia elettrica e termica in diversi tipi di ambienti geologici. A tale scopo, il team del progetto MEET ha recentemente pubblicato i risultati iniziali di un test sul campo consistente nella produzione di elettricità dai pozzi petroliferi.

Il ruolo dei pozzi nella produzione di energia geotermica

Normalmente negli impianti geotermici sono necessari i pozzi, ma l’attività di perforazione può risultare costosa. Utilizzare pozzi petroliferi esistenti per tali impianti consente di ridurre i costi e di contribuire a promuovere l’utilizzo di energia geotermica. I pozzi petroliferi possono essere convertiti unicamente per la produzione geotermica, oppure possono essere utilizzati per co-produrre petrolio e calore. Nei campi petroliferi maturi, il petrolio prodotto è accompagnato dalla formazione di una grande quantità di salamoia. Una volta avvenuta la separazione di petrolio e salamoia mediante forza di gravità, la salamoia calda viene normalmente reiniettata nel giacimento. Tuttavia, se si estrae il calore prima della reiniezione della salamoia, questo può essere utilizzato per la produzione termica o elettrica. Il team del progetto MEET ha pubblicato di recente i risultati relativi a un banco prova su scala ridotta del ciclo Rankine a fluido organico (ORC, Organic Rankine Cycle), che produce elettricità da un pozzo di petrolio situato nel campo petrolifero francese di Chaunoy, nel Bacino parigino. Gestito dalla società Vermilion partner del progetto, il campo di Chaunoy è un campo petrolifero maturo che produce oltre il 95 % di acqua da 32 pozzi. Il pozzo scelto per il progetto pilota di produzione di elettricità geotermica era il CNY40. Secondo quanto riportato in una newsletter pubblicata sul sito web del progetto, il pozzo produce 500 m3 di fluido al giorno a 92 °C, di cui 490 m3 sono costituiti dalla salamoia e 10 m3 dal petrolio. «La turbina elettrica di ENOGIA, partner del progetto ... si installa abbastanza facilmente sulla linea di flusso che trasporta petrolio, gas e acqua dalla testa di pozzo al collettore», si legge nella newsletter. «Due tubi flessibili oltrepassano la linea di flusso di produzione, consentendo il deflusso e l’afflusso di liquido da e verso la turbina». Si applica un principio del ciclo termodinamico del motore: «La temperatura del fluido prodotto viene utilizzata per riscaldare e portare a ebollizione un fluido diverso ad alta pressione, detto fluido di lavoro. Tale vapore viene depressurizzato per produrre lavoro meccanico, il quale viene infine trasformato in elettricità mediante un alternatore. Il fluido così prodotto torna alla linea di produzione a una temperatura leggermente inferiore».

Risultati iniziali del test sul campo

Uno studio sull’energia lorda prodotta dalla turbina ORC nel pozzo CNY40 nel mese di giugno 2020 ha dimostrato che il rendimento energetico è ciclico, in quanto dipende dalla temperatura ambiente dell’aria, che è più fredda di notte rispetto al giorno. Inoltre, le prestazioni della turbina sono migliorate dopo che, alla fine di giugno, è stato rimosso parte del fluido di lavoro. Agli inizi di settembre, la turbina ha registrato in media un rendimento energetico lordo di 15 kW e un rendimento netto di 7 kW. MEET (Multidisciplinary and multi-context demonstration of EGS exploration and Exploitation Techniques and potentials) si prefigge di utilizzare i fluidi a bassa temperatura (60-90 °C) degli impianti EGS e dei pozzi petroliferi per dimostrare che la produzione economica su piccola scala di elettricità e calore è possibile anche su una scala più ampia. Il progetto si concluderà a ottobre 2021. Per ulteriori informazioni, consultare: sito web del progetto MEET

Parole chiave

MEET, petrolio, geotermico, elettricità, pozzo, sistema geotermico migliorato