Opis projektu
Przewidywanie trzęsień ziemi spowodowanych zatłaczaniem głębinowym płynów na potrzeby produkcji energii geotermalnej
Aby złagodzić zmiany klimatu, potrzebujemy połączenia wielu rozwiązań w celu osiągnięcia neutralności emisyjnej. Takim innowacyjnym rozwiązaniem jest połączenie wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (ang. carbon capture and storage, CCS) z eksploatacją nadkrytycznych systemów geotermalnych (ang. supercritical geothermal system, SCGS) na obszarach wulkanicznych. Jedną z przeszkód na drodze do tej obiecującej energii geotermalnej jest ryzyko sejsmiczne wynikające z zatłaczania głębinowego płynów. Ocena zagrożenia sejsmicznego stanowi wyzwanie ze względu na złożoność problemu. Dlatego w ramach finansowanego ze środków UE projektu ARMISTICE modele przepływu CO2 połączone zostaną z wysokotemperaturowymi badaniami reologicznymi skał i uskoków. Zespół projektu rozszerzy również obecne modele podpowierzchniowego przepływu CO2 i wody do bardzo wysokich temperatur, powyżej 375 ºC. Ostatecznie określi potencjał indukowanej sejsmiczności w przypadku zastosowania CCS-SCGS oraz warunki bezpiecznej eksploatacji.
Cel
Combining together carbon capture and storage (CCS) and exploitation of supercritical geothermal systems (SCGS) in volcanic areas, potentially a very large clean energy resource, could open the door to a whole new cutting-edge technology and contribute to the fight against global climate change. CCS-SCGS systems are widely unexplored and constitute a very challenging problem that involves complex coupled processes of multi-phase and multi-component flow in porous media, geomechanics and seismicity. Subsurface fluid injection technologies bear an intrinsic risk of inducing earthquakes by fault re-activation. Predicting injection-induced seismicity is complicated and challenging from a numerical perspective due to the discontinuous nature of faults. ARMISTICE explores for the first time the possibility of safely combining CCS and SCGS technologies by coupling CO2 flow models, developed by the host, to the high-temperature rheology of rock and faults, developed by the ER. Current models of subsurface flow of CO2 and H2O systems are limited to water’s subcritical temperature: in WP1 we address the problem by incorporating the full-range of fluids’ equation of state to determine the optimal conditions for employing CO2 as a geothermal fluid in volcanic areas. We will achieve the objective thanks to the complementary experience of the ER on SCGS and of the host on CCS. Based on the results of flow behavior, in WP2 we will determine the potential for induced seismicity in CCS-SCGS systems and the conditions for safe exploitation. Once again, the decisive advantage to a successful implementation will rely on the complementary nature of the ER past work on fractures and discontinuity modelling, and the one of the host on fluid injection-induced seismicity. ARMISTICE will be strongly based on a career development plan backed by training on multi-phase and multi-component fluid flow, CCS and transferable skills that will make the ER a global leader in geoenergies research.
Dziedzina nauki
- natural sciencesearth and related environmental sciencesgeologyseismology
- natural sciencesearth and related environmental sciencesatmospheric sciencesclimatologyclimatic changes
- engineering and technologyenvironmental engineeringcarbon capture engineering
- engineering and technologyenvironmental engineeringenergy and fuelsrenewable energygeothermal energy
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
28006 Madrid
Hiszpania