L’energia geotèrmica es pot aprofitar per l’ús de la seva calor directament (ús directe) o per a la generació d’electricitat. L’energia geotèrmica és l’energia tèrmica que es genera i s’emmagatzema a la Terra, tal com hem descrit al nostre capítol anterior sobre què és l’energia geotèrmica?
En el context de com es deriva aquesta energia, definim quatre categories de recursos geotèrmics:
Recursos de calor geotèrmics poc profunds o recursos de geo-intercanvi
- Recursos hidrotermals
- Sistemes geotèrmics millorats\/ dissenyats
- Sistemes geotèrmics no convencionals o avançats
- El tipus de recurs determina com podem extreure l’energia tèrmica del sòl per a l’extracció per a l’ús d’energia a la superfície.
1. Recursos hidrotermals
Hidrotèrmic, es refereix a recursos hídrics escalfats, que es poden trobar en recursos hidrotermals que es produeixen naturalment. Es creen per les aigües subterrànies i les característiques favorables de la roca, com ara fractures o fissures obertes, que permeten el flux de líquids entre.
Amb les temperatures altes (ER) de les roques, els líquids s’escalfen i es poden derivar com a aigua calenta o vapor, si la temperatura és prou alta. De manera que el fluid o el vapor porten la calor que es pot utilitzar a la superfície per a aplicacions de calor o per a la generació d’electricitat.
Aquests recursos hidrotèrmics van en temperatura des dels pocs graus per sobre de les condicions ambientals a la superfície fins a les temperatures superiors als 350 graus centígrads (o 660 Fahrenheit).
Els recursos hidrotèrmics es poden trobar en entorns volcànics (com a Indonèsia), en entorns sedimentaris (com la conca de Molasse alemanya) i les roques humides calentes (per exemple, el granit fracturat amb recursos hídrics).
2. Recursos no convencionals
Els recursos no convencionals, com ara sistemes geotèrmics millorats o dissenyats, o nous sistemes geotèrmics avançats, s’acosten als recursos geotèrmics (calor) que manquen dels líquids o característiques de roca necessàries que permetrien extracció de calor.
Els recursos no convencionals són energia geotèrmica que es pot trobar a les roques seques calentes, per exemple, essencialment paràmetres de base calenta, on hi ha calor, però no hi ha fluxos d’aigua que es podrien extreure com a portador de la calor.
Per tant, es requeriria algun element d’intercanvi de calor per extreure la calor de la superfície per a l’ús d’energia per sobre de la superfície, ja sigui per a la generació de calor o d’energia.
i) Sistemes geotèrmics millorats\/ dissenyats (EGS)
L’enfocament dels sistemes geotèrmics millorats (EGS) és crear la permeabilitat entre les roques i afegir líquids que els permetrien que s’escalfin prou en un sistema sostenible (i així crei artificialment “embassaments” hidrotermals).
Això permet que es pugui utilitzar la calor geotèrmica de sota de la superfície a la superfície. Com que es crea artificialment aquests embassaments, sovint també els anomena sistemes geotèrmics dissenyats.
Un altre terme que s’utilitza sovint és la roca seca dura (HDR). En el passat, el terme s'utilitzava molt en el context australià, pel qual "dur" descrivia la no permeabilitat de la roca i "sec" descrivia el fet que no hi havia líquids que haguessin permès l'extracció de calor de la manera tradicional o convencional.
Amb els recursos hidrotèrmics tradicionals sovint tocant temperatures més altes a les profunditats accessibles (per exemple, al llarg de les plaques tectòniques), els sistemes EGS permeten el toc de l’energia geotèrmica més enllà d’aquestes zones essencialment al voltant del món.
L’energia geotèrmica es pot trobar a tot el món, però el nivell de profunditat, la temperatura i la disponibilitat de líquids han determinat el desenvolupament fins ara.
El repte de la tecnologia EGS és el cost que comporta l’orientació de temperatures suficients a les profunditats que sovint són molt més elevades i l’economia de crear un sistema sostenible que permetria utilitzar a llarg termini.
Els costos de perforació, estimulació de les roques per fer -les permeables, el bombeig d’aigua tant al “dipòsit” artificial i el seu bombament a la superfície requereix en si mateixa molta energia. Les temperatures tampoc són tan altes, per tant, la tecnologia per generar electricitat també és més complexa i més cara.
L’element de “estimulació” també es veu sovint tan crític com la pressió aplicada pot crear petits terratrèmols a la superfície que, sobretot a les zones urbanes, creen preocupacions del públic i d’altres parts interessades.
Si bé els sistemes EGS sovint es descriuen com a sistemes separats, la tecnologia EGS també es pot aplicar en configuracions geotèrmiques convencionals.
L’estimulació pot ajudar a fer més productius els dipòsits hidrotèrmics augmentant la permeabilitat i augmentar així la producció a la superfície.
(ii) Sistemes geotèrmics avançats
El concepte de sistemes geotèrmics avançats (AGS) ha estat creat per diversos grups dirigits a un enfocament que eliminaria el risc de recursos en el desenvolupament geotèrmic, és a dir, la necessitat de trobar la temperatura suficient, trobar fluids suficients o en el cas dels EGS creessin una permeabilitat suficient.
AGS ho fa extreure energia tèrmica mitjançant un sistema de llaç tancat. Ho aconsegueix circulant per un fluid de treball a través d’un pou llarg que condueix la calor de la roca que envolta el pou.
Aquests conceptes han estat discutits en ciències des de fa temps, ja sigui com a solució única, o bé amb nous esforços que guanyen molta atenció en un sistema de bucle tancat, no gaire diferent als sistemes d’intercanvi de calor poc profunds.
Aquests sistemes de llaç tancat estan construïts en pous foradats que es connecten entre ells, permetent un tipus d’intercanvi de calor que s’instal·la a la superfície, a nivells més profunds que els sistemes tradicionals d’intercanvi de calor geogràfic.
Aquests sistemes permetrien l'extracció de calor geotèrmica pràcticament a tot arreu del planeta. Els projectes pilot han demostrat el concepte d’aquests sistemes de bucle tancat. El desenvolupament previst de sistemes d’escala comercial mostrarà com l’economia farà que aquests sistemes siguin una opció vàlida i competitiva tant per a la generació d’energia com per a l’ús directe.
Hi ha un altre nou enfocament per utilitzar energia geotèrmica que és la utilització dels anomenats sistemes geotèrmics supercrítics. Si entrarien dins de la categoria de "sistemes geotèrmics avançats" és probable que sigui una mica qüestionable, però també és un enfocament avançat per aprofitar l'energia geotèrmica.
El concepte de tocar sistemes geotèrmics supercrítics és tocar temperatures super altes de 400 graus centígrads (750 graus Fahrenheit).
La idea és que el contingut energètic sigui molt més alt que faria que la producció d’energia fos molt superior a la dels sistemes tradicionals.
Se suposa que aquest fluid de dipòsit es troba en un estat "supercrític", ja que el fluid, l'aigua i la pressió són molt més altes.
Amb temperatures superiors a 370 graus centígrads i una pressió de 220 bars i més, aquests pous podrien ser molt més potents.
El projecte de perforació Islàndia Deep (IDDP) és probablement el projecte més destacat que busqui explorar com es pot aprofitar aquesta potent energia. Si bé un pou geotèrmic tradicional a Islàndia produeix potser al voltant de 5 MW, un pou amb condicions supercrítiques podria produir deu vegades aquesta quantitat.
La gestió de recursos tan a alta temperatura, alta pressió i sovint la composició del líquid de salmorra presenta un repte. Queda moltes investigacions per veure com caldrà veure un enfocament per ampliar l’extracció d’energia geotèrmica dels líquids supercrítics.
Com a energia neta renovable, l’energia geotèrmica és la direcció inevitable del nou desenvolupament d’energia, i l’equip de vigor capta amb intensitat la tendència de desenvolupament de la indústria energètica i sempre creiem que només explorant contínuament el futur de manera científica i ordenada, podem mantenir sempre la posició principal en la indústria. També esperem la comunicació i la cooperació en profunditat amb el desenvolupament de la indústria energètica.
Per obtenir més informació, podeu escriure a la nostra bústiainfo@vigorpetroleum.com & marketing@vigordrilling.com
