Energia geotermalna: budzenie śpiącego olbrzyma
Energia geotermalna jest odnawialnym źródłem naturalnej energii pochodzącej z głębi naszej planety, które pozostaje w dużej mierze niewykorzystane – pomimo wielu korzyści, nadal nie użytkujemy w dużej mierze jego potencjału. Główne przyczyny tego stanu rzeczy wiążą się z ryzykiem oraz wysokim progiem wejścia w inwestycje ze względu na wysokie koszty odwiertów i poszukiwania nowych źródeł.
Wykorzystanie ulepszonych systemów geotermalnych do nieograniczonego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej
Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu MEET podjął próbę rozwiązania tego problemu, proponując bardziej opłacalne podejście oparte na wykorzystaniu głębokich zbiorników oraz ulepszonych systemów geotermalnych. Te ostatnie stanowią zbiorniki geotermalne, które są bardziej dostępne dzięki hydraulicznej, chemicznej lub termicznej stymulacji odwiertu. W ten sposób naturalne szczeliny, które charakteryzują się niską przepuszczalnością, stają się zbiornikami możliwymi do wykorzystania. Uzyskana w ten sposób woda jest następnie wykorzystywana na powierzchni w celu wytwarzania energii elektrycznej lub do celów grzewczych. „Misją projektu MEET było wykazanie, że wytwarzanie energii elektrycznej oraz ogrzewanie przy pomocy tych systemów oraz głębokich zbiorników jest zarówno możliwe, jak i opłacalne finansowo niezależnie od warunków geologicznych”, wyjaśnia Albert Genter, koordynator projektu i zastępca dyrektora generalnego firmy ÉS-Géothermie. W ramach projektu badacze zajęli się kwestią analizy potencjału środowisk osadowych (pól naftowych), a także wulkanicznych, granitowych i metamorficznych w oparciu o różne miejsca w Europie i innych częściach świata.
Tworzenie ulepszonych systemów geotermalnych w różnych warunkach geologicznych
Konsorcjum zajęło się badaniem eksploatowanych oraz opuszczonych szybów naftowych pod kątem ich przydatności jako zbiorników geotermalnych. W ramach prac udało im się wykazać, że wykorzystywanie istniejących szybów naftowych po osiągnięciu szczytowej produkcji znacząco obniża koszty wykonywania nowych odwiertów w celu wykorzystania energii geotermalnej. Badacze zajęli się również możliwością wykorzystania technologii opartych na związkach organicznych w roli płynu roboczego w ramach procesu nazywanego organicznym cyklem Rankine’a. Wdrożenie tego procesu na dwóch stanowiskach testowych w Islandii pozwoliło na zaprezentowanie potencjału przetwarzania ciepła o niskim przepływie bądź niskiej temperaturze na energię elektryczną w środowiskach wulkanicznych. Z kolei prace terenowe w belgijskich Ardenach oraz w paśmie Harz w Niemczech pozwoliły na określenie przepuszczalności podłoża metamorficznego i wykazały, że może zostać wykorzystane do stworzenia ulepszonych systemów geotermalnych. W przypadku instalacji geotermalnych w środowiskach granitowych zespół wykazał, że ponowny wtrysk wody o niższej temperaturze może pozwolić na zwiększenie ilości otrzymywanego ciepła nawet do 45 %. Trwają też prace nad innowacyjną obróbką chemiczną granitowych zbiorników na terenie Kornwalii (Zjednoczone Królestwo), co pozwoli na poprawę ich wydajności.
Narzędzia wspierające projekty w zakresie głębokiej geotermii
Jak twierdzi Genter: „Wciąż mamy jeszcze duże pole manewru w zakresie wykorzystania głębokiej geotermii dzięki maksymalizacji wykorzystania istniejących instalacji oraz poszukiwaniu nowych zasobów w strukturach geologicznych, które obecnie nie są w pełni eksploatowane”. W ramach projektu MEET powstała przeglądarka map, która stanowi kompleksowe rozwiązanie opracowane z myślą o przyszłych projektach związanych z głęboką geotermią. W ramach projektu powstało także narzędzie wspomagające procesy decyzyjne – Decision Making Support Tool for Optimal Usage of Geothermal Energy (DMS-TOUGE). Narzędzie stanowi ogólnodostępną i samodzielną aplikację umożliwiającą szacowanie różnych wskaźników gospodarczych dla określonych scenariuszy związanych z wykorzystaniem energii geotermalnej, które zapewnia kompleksowe analizy decyzyjne obejmujące szereg kryteriów. Obecnie zespół projektu kładzie nacisk przede wszystkim na promowanie i rozpowszechnianie wyników prac dotyczących wartości różnych struktur geologicznych w wytwarzaniu energii geotermalnej. Wśród działań podejmowanych przez członków konsorcjum można wymienić między innymi publikacje artykułów w specjalnym wydaniu czasopisma „Geosciences” a także szereg wydarzeń zorganizowanych przez przedstawicieli sektora geotermii. Konsorcjum opracowało również plany eksploatacji obejmujące analizy rynkowe oraz określiło kluczowe podmioty, które pomogą wdrożyć rezultaty projektu MEET oraz rozwinąć dziedzinę eksploatacji energii geotermalnej.
Słowa kluczowe
MEET, energia geotermalna, ulepszone systemy geotermalne, szyby naftowe, wulkaniczne, granitowe, metamorficzne, organiczny cykl Rankine’a
