Alternatywna technologia wiertnicza do głębokich zastosowań geotermalnych
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
