Kamień milowy na drodze do zrównoważonej energii geotermalnej
Jego stworzenie doprowadziło do przełomu w dziedzinie pozyskiwania energii geotermalnej. Mimo, że energia geotermalna posiada wielki potencjał jako odnawialne źródło energii, niezdolność opracowania technologii jej zrównoważonej produkcji w miejscach innych niż elektrownie geotermalne, uniemożliwiała dotychczas wykorzystanie jej na dużą skalę. Powstanie zbiornika geotermalnego, które zostało sfinansowane w ramach dwóch europejskich projektów: GEOTHERMICA oraz DESTRESS, może otworzyć drogę do zrównoważonego wykorzystania ciepła pozyskiwanego z wnętrza Ziemi na szeroką skalę. Stworzenie tego zbiornika przez partnera projektu DESTRESS, firmę Geo-Energie Suisse, dostarczyło dowodów na to, że jest to technicznie wykonalne w skale granitowej dzięki nowej koncepcji wieloetapowej stymulacji geotermalnej, opatentowanej przez tę szwajcarską firmę. Jego działanie zademonstrowano na terenie podziemnego laboratorium w Bedretto zarządzanego przez uniwersytet badawczy ETH w Zurychu, będący także partnerem projektu DESTRESS. Laboratorium zlokalizowane jest w Masywie Świętego Gotarda w Alpach Szwajcarskich, ponad 1000 m pod ziemią, w miejscu gdzie znajdował się tunel wentylacyjny. Prowadzone są w nim badania nad sposobem pozyskiwania energii geotermalnej bez wywoływania niebezpiecznych trzęsień ziemi.
Najpierw porażka, potem sukces
Firma Geo-Energie Suisse opracowała swoją koncepcję stymulacji wieloetapowej po tym, jak w 2006 roku nie powidła się próba realizacji zbiornika geotermalnego poprzez wywiercenie w skale pojedynczego pionowego otworu. Próba ta miała miejsce w Bazylei i przyniosła niepożądane skutki w postaci trzęsienia ziemi. Koncepcja stymulacji geotermalnej, na którą firma uzyskała w roku 2012 patent na teren Szwajcarii, dotyczyła stworzenia w głębi geology (podłoża krystalicznego) przepuszczalnego zbiornika, wykorzystując metodę sterowanego wtłaczania wody. Jak szczegółowo wyjaśniono w artykule zamieszczonym na portalu internetowym Think Geoenergy.com „stymulacja hydrauliczna odbywa się odcinkami w niewielkich, zróżnicowanych odstępach czasowych” w celu zmniejszenia ryzyka wystąpienia trzęsień ziemi. Artykuł wyjaśnia dalej, że „proces realizacji poszczególnych odcinków zbiornika przebiega wzdłuż wywierconego poziomo otworu. Odcinki te zostają połączone z drugim poziomym otworem. W rezultacie powstaje duży podziemny wymiennik ciepła, który można wykorzystywać do produkcji prądu elektrycznego oraz pozyskiwania ciepła w elektrowni geotermalnej”. Sukces koncepcji stymulacji geotermalnej to przełomowy moment w dziedzinie rozwoju technologii do wykorzystywania energii geotermalnej. „Nasz sukces polegał na zwiększeniu wartości współczynnika przepuszczalności z 10 do 100 w spoistej skale granitowej Masywu Świętego Gotarda za pomocą stymulacji sterowanej, oraz na wykonywaniu pomiarów i kontrolowaniu mikrowstrząsów koniecznych do tego, by w skale mogły powstać szczeliny”, wyjaśnia w artykule prezes zarządu firmy Geo-Energie Suisse, dr Peter Meier. „Jestem przekonany, że ten przełom to kamień milowy na drodze do powstania pierwszej elektrowni geotermalnej w Szwajcarii. Przemawia za tym po pierwsze to, że wartość współczynnika przepuszczalności, osiągnięta w jednym z dwóch odwiertów, odpowiada współczynnikowi przenikania ciepła wymaganemu do tego, aby elektrownia była opłacalna ekonomicznie. Po drugie, i to ma kluczowe znaczenie, magnituda mikrowstrząsów wywołanych w wyniku stymulacji wynosiła maksymalnie -1,8 Mw skali Richtera, co daje wynik niemal milion razy mniejszy niż ten uzyskany w Bazylei”. Koncepcja zostanie następnie poddana ocenie naukowej w celu ustalenia programu stymulacji, jaka ma być przeprowadzona w szwajcarskiej gminie Haute-Sorne w kantonie Jura. Badania prowadzone przez zespół naukowców GEOTHERMICA (GEOTHERMICA - ERA NET Cofund Geothermal) zostały sfinansowane w ramach projektu ZoDrEx. Celem projektu DESTRESS (Demonstration of soft stimulation treatments of geothermal reservoirs) była optymalizacja procesu stymulacji przy jednoczesnym ograniczeniu szkodliwego wpływu czynników, takich jak trzęsienia ziemi, na środowisko naturalne. Realizacja obydwu projektów zakończy się w 2021 roku. Więcej informacji: strona projektu GEOTHERMICA strona projektu DESTRESS
Słowa kluczowe
GEOTHERMICA, DESTRESS, geotermalna, energia, stymulacja, zbiornik
