Szyby naftowe posłużą do pozyskiwania energii geotermalnej
Energia geotermalna to ogromne, a przy tym niedostatecznie wykorzystywane źródło energii odnawialnej w Europie. Naukowcy wierzą, że wykorzystywanie energii geotermalnej pozwoli na oszczędności rzędu 1 000 milionów ton CO2 każdego roku. Mając na celu zwiększenie zakresu produkcji tej formy energii, twórcy finansowanego przez UE projektu MEET pracują nad wykazaniem, że wspomagane systemy geotermalne są opłacalnym i zrównoważonym sposobem wytwarzania energii elektrycznej i termalnej w różnego rodzaju środowiskach geologicznych. Aby to osiągnąć, zespół projektu niedawno opublikował wyniki testu przeprowadzonego w terenie, polegającego na wytworzeniu energii elektrycznej z szybów naftowych.
Rola szybów w wytwarzaniu energii geotermalnej
Instalacje geotermalne wymagają zwykle użycia szybów, których wywiercenie wiąże się jednak z wysokimi kosztami, dlatego też wykorzystanie istniejących szybów naftowych pozwala ograniczać koszty i pomaga w promowaniu użycia energii geotermalnej. Szyby naftowe można przekształcać wyłącznie na potrzeby wytwarzania energii geotermalnej, mogą też jednocześnie służyć do pozyskiwania ropy naftowej i ciepła. W przypadku dojrzałych pól naftowych oprócz ropy naftowej pozyskuje się również dużo gorącej solanki. Po grawitacyjnym oddzieleniu ropy naftowej i solanki na powierzchni gorącą solankę zwykle wprowadza się z powrotem do zbiornika, jednak jeśli wcześniej pozyska się z niej ciepło, można je wykorzystać do ogrzewania lub wytwarzania energii elektrycznej. Wyniki opublikowane niedawno przez zespół projektu MEET dotyczyły testowego urządzenia do tworzenia organicznego obiegu Rankine’a w małej skali, które wytwarza energię elektryczną z szybu naftowego na polu naftowym Chaunoy w Basenie Paryskim we Francji. Pole to, obsługiwane przez partnera projektu, firmę Vermilion, jest dojrzałym polem naftowym wytwarzającym ponad 95 % wody z 32 szybów. Szyb wybrany do pilotażowych testów wytwarzania geotermalnej energii elektrycznej miał oznaczenie CNY40. Według biuletynu publikowanego na stronie projektu każdego dnia szyb wytwarza 500 m3 płynu o temperaturze 92 °C, z czego 490 m3 to solanka, a 10 m3 – ropa naftowa. W biuletynie czytamy: „Turbina elektryczna partnera projektu, firmy ENOGIA (…) została dość łatwo zainstalowana na rurociągu transportującym ropę naftową, gaz i wodę ze źródła do wylotu”. „Dwa elastyczne węże omijają rurociąg produkcyjny i umożliwiają dopływ i odpływ płynu z turbiny”. Postępuje się zgodnie z zasadą cyklu pracy silnika termodynamicznego: „Temperaturę pozyskanego płynu wykorzystuje się do podgrzania i zagotowania innego płynu pod wysokim ciśnieniem, zwanego płynem roboczym. Następnie zmniejsza się ciśnienie takiej pary, aby wytworzyć pracę mechaniczną, którą w końcu przekształca się w energię elektryczną, wykorzystując w tym celu alternator. Uzyskany płyn powraca do linii produkcyjnej w nieco niższej temperaturze”.
Wstępne wyniki testu w terenie
Badanie nad energią elektryczną brutto wytworzoną przez turbinę organicznego obiegu Rankine’a w szybie CNY40 w czerwcu 2020 roku wykazało, że moc wyjściowa jest cykliczna, ponieważ zależy ona od temperatury powietrza w otoczeniu – niższej w nocy niż w ciągu dnia. Dodatkowo działanie turbiny poprawiło się, gdy pod koniec czerwca usunięto część płynu roboczego. Na początku września zarejestrowano średnią moc wyjściową brutto na poziomie 15 kW oraz średnią moc wyjściową netto na poziomie 7 kW. Celem projektu MEET (Multidisciplinary and multi-context demonstration of EGS exploration and Exploitation Techniques and potentials) jest wykorzystanie płynów o niskiej temperaturze (60–90 °C) we wspomaganych systemach geotermalnych i szybach naftowych do wykazania, że niedroga produkcja energii elektrycznej i ciepła na małą skalę możliwa jest również na większą skalę. Projekt zakończy się w październiku 2021 r. Więcej informacji: strona projektu MEET
Słowa kluczowe
MEET, ropa naftowa, geotermalny, energia elektryczna, szyb, wspomagany system geotermalny
