REFLECT: Переоцінка властивостей геотермальних флюїдів (рідини) в екстремальних умовах для оптимізації майбутнього видобутку геотермальної енергії

Підприємство Експертна Рада Спілки геологів України як Пов’язана Третя Сторона (ПТС) залучена до трирічного прoєкту «REFLECT: Переоцінка властивостей геотермальних флюїдів (рідини) в екстремальних умовах для оптимізації майбутнього видобутку геотермальної енергії».

Цей проєкт отримав фінансування від програми досліджень та інновацій Європейського Союзу «Горизонт 2020» за грантовою угодою H2020 850626.

ID грантової угоди: H2020 850626

Старт проєкту: 01.01.2020

Фініш проєкту: 31.01.2023

Опис проєкту

Створення спільного та загальнодоступного Атласу флюїдів/рідин

Атлас надасть інформацію про властивості геотермальної рідини по всій Європі. Він буде публічним і доступним для всіх геотермальних операторів та зацікавлених сторін.

Скорочення витрат на обслуговування

REFLECT поліпшить прогнози хімічних реакцій, щоб допомогти операторам знайти рішення для проектування електростанцій і уникнути типових проблем, що спричиняють витрати на обслуговування та downtimes (простої).

Зменшення впливу на навколишнє середовище

Шляхом вдосконалення знань про утворення вільного газу під час виробництва рідини (наприклад, парникових газів) можна уникнути руйнування матеріалів корозією та утворення радіоактивних відкладень.

Про проект

Вступ

Ефективність використання геотермальної енергії залежить від поведінки флюїдів/рідин, які передають тепло від геосфери до інженерних конструкцій електростанції. REFLECT спрямований на попередження проблем, пов'язаних з хімічними властивостями флюїдів/рідин, а не їх лікування. Фізичико-хімічні властивості флюїдів/рідини часто погано визначені, оскільки відбір проб на місці (in situ) та вимірювання в екстремальних умовах на сьогодні важко здійснювати. Тому в сучасних прогнозних моделях переважають великі невизначеності, які вирішуватиметься в REFLECT шляхом збору нових, якісних даних у критичних областях. Ці дані будуть реалізовані в Європейському атласі геотермальних флюїдів/рідин та в прогнозних моделях, що дозволять надати рекомендації щодо найкращого функціонування геотермальних систем для сталого використання.

Результати та ключові зацікавлені сторони (стейкхолдери)

База даних

  • Геотермальна промисловість: оператори, консультанти
  • Інші галузі: гірнича промисловість, очищення стічних вод
  • Екологічна, громадська: сховища ядерних відходів
  • Академія: геохіміки, фізики, геологи

Атлас флюїдів/рідин

  • Геотермальна галузь: оператори, консультанти, інвестори
  • Академія

Пробовідбір рідини

  • Геотермальна промисловість: оператори, консультанти

Прогнозні моделі

  • Геотермальна промисловість: оператори, консультанти

Цілі проекту

Від реагування до попередження

Проект спрямований на попередження проблем, а не на їх лікування

Базуючись на відомих експлуатаційних проблемах та спостереженнях, REFLECT визначатиме вплив відповідних властивостей рідини і реакцій з метою посилення прогнозного геохімічного моделювання, і таким чином, експлуатації енергії та життєвого часу геотермальних електростанцій.

Переходячи від реагування на проблеми, що виникають, до заздалегідь продуманих кроків (та діяти проактивно), результати проекту можуть докорінно змінити стратегію вирішення проблем геотермальних операторів.

Розширюйте бази даних (розчинність, активність, кінетику реакцій) до більш високих температур і більш високої солоності за допомогою лабораторних експериментів та підходів до моделювання

Інтерес для операторів: Масивне накопичення кремнезему часто виникає при переробці рідин типу А, в той час як для сольових рідин (тип С) утворюються багаті металами частинки, часто концентруючи природні радіоактивні елементи. Обидва типи масштабування важко передбачити та усунути.

Прогнозне моделювання на масштабуванні вимагає нових рівноважних (тобто термодинамічних) та кінетичних даних.

Визначте ступінь і розташування фронту дегазації геотермальних рідин в процесі виробництва (польові, лабораторні підходи, моделювання)

Інтерес для операторів:

  • Утворення вільного газу в резервуарі може знизити проникність гірської породи
  • Підвищена корозія розчиненими газами (H2S або CO2) або збільшення карбонату (дегазація CO2)

Для оптимізації умов експлуатації (запобігання дегазації) необхідні чітко визначені константи розчинення газу.

Визначте види органічних речовин та мікроорганізмів у різних геотермальних рідинах та їх вплив на масштабування та утворення біоплівки за допомогою лабораторних досліджень

Інтерес для операторів (рідини типу В, С): Органічні компоненти можуть бути частиною лусочок, розчинених металевих комплексів або добавок (буровий розчин, інгібітори). Вони є джерелом енергії для мікроорганізмів, які можуть утворювати біоплівки, посилювати опади або розкладати інгібітори.

Пом'якшення мікробної активності та запобігання утворенню органічних лусочок вимагає знань про роль, яку органічні сполуки та мікроорганізми відіграють у геотермальних розсолах.

Визначте теплоємність, щільність, електричну та теплопровідність, звукову швидкість та в'язкість при різних p, T, X за допомогою лабораторних експериментів та моделювання

Інтерес для операторів: Дані необхідні для вдосконалення розвідки, інженерних робіт, розміщення поверхневих установок, свердловин та планування насосів.

Оптимізований макет електростанції потребує фізичного набору даних для різних умов.

Розробити свердловинну техніку відбору проб, придатну для збору рідини на обраній глибині в гарячих та надгарячих системах (доказ принципу прототипу)

Інтерес для операторів (рідини типу А): Відсутність знань про властивості рідини окремих водоносних горизонтів, що живлять певну свердловину у гарячих та надгарячих геотермальних полях, призводить до довгострокових та затратних проблем використання геотермальних ресурсів поверхневими та свердловинними установками (корозія) та збільшенням викидів парникових газів.

Оптимізована конструкція корпусу вимагає знань складу рідини на глибині, а отже, розширення p-, T- діапазону, при якому існуючі пробовідбірники мають змогу збирати проби рідини.

Перевірка та реалізація вдосконаленого набору даних за допомогою програми моделювання

Інтерес для операторів: Сучасні бази даних прогностичної моделі для імітації процесів у циклі геотермальної рідини дуже часто погано оптимізовані та неточні для високих температур та засолення.

Розширені бази даних повинні бути впроваджені в гідравлічній, тепловій та хімічній моделях.

Оптимізована конструкція корпусу вимагає знання складу рідини на глибині, а отже, розширення діапазону p-, T-, при якому наявні пробовідбірники мають змогу збирати проби рідини.

Створіть геотермальний рідинний атлас, який збирає інформацію про властивості геотермальної рідини по всій Європі разом із їх геологічним середовищем

Інтерес для операторів: Атлас забезпечує легкий доступ до інформації про виникнення геотермальних рідин у різних середовищах і потенційних геохімічних ризиках до буріння. Це також полегшує оцінку ризику, планування свердловини та планування установки відповідно до властивостей рідини.

Потрібен комплексний збір існуючих та нових даних про властивості рідини та їх геологічне та географічне виникнення.

Виконуючи ці цілі, REFLECT спрямований на вирішення багатьох серйозних проблем експлуатації геотермальної енергії. Це відповідає Стратегічним цілям енергетичних технологій ЄС (EU-SET), в кінцевому рахунку, зменшуючи вартість ключових відновлюваних технологій і підвищуючи стійкість та безпеку енергетичної системи.

Підхід

Досліджувані площі

Очікуваний вплив

Вирішуючи ключову проблему майже всіх геотермальних операцій, REFLECT матиме великий вплив на операційну ефективність, економіку та життєздатність проекту, а також на екологічний слід. Перевизначивши властивості геотермальної рідини та їх показники геохімічної реакції у великому діапазоні засоленостей і температур, величезний розрив у знаннях може бути усунений, що призводить до більш надійних прогнозів геотермальних показників. Вдосконалені бази даних та інструменти моделювання можуть бути використані геологами та інженерами, щоб допомогти операторам оптимізувати планування електростанції та зменшити витрати на обслуговування, викликані засміченням або недостатньою швидкістю виробництва.

Від реагування до попередження /REFLECT/

Наш проект спрямований на попередження проблем, а не на їх лікування

Значно збільшити продуктивність технології та зменшити витрати на обслуговування:

Розглядаючи основні проблеми геотермальних операцій (масштабування, дегазація та корозія), REFLECT запропонує рішення для їх уникнення, покращуючи прогнози хімічних реакцій на основі вдосконалених баз даних. Це зменшує витрати на експлуатацію та обслуговування, мінімізує періоди часу (простої) та збільшує загальну надійність та ефективність операцій.

Зменшення впливу життєвого циклу на навколишнє середовище:

Екологічні наслідки виробництва геотермальної електроенергії в основному пов'язані з викидами. Одним із запропонованих результатів REFLECT є значне зменшення цих викидів, зменшення викиду неконденсованих газів в атмосферу шляхом визначення кінетики розчинення газу та мінімізації додавання хімічних речовин (інгібіторами) до геотермальної рідини для профілактики та запобігання корозії.

Сприяння експлуатації високотемпературних геотермальних ресурсів:

За допомогою адаптації свердловинних технологій відбору проб до більш високих температур можна досягти правильної характеристики дуже гарячих геотермальних рідин. Розширена база даних властивостей рідин, відібраних на глибинах (що на даний час недоступно безпосередньо) також дасть змогу краще прогнозувати майбутні розробки при екстремальних умовах

Покращення енергетичної безпеки ЄС:

REFLECT має на меті збільшити кількість економічно вигідних геотермальних ділянок. Заохочуючи збільшення частки геотермальної енергії (через надання геотермального Атласу флюїдів/рідин) в межах Європейського енергетичного ринку, REFLECT може допомогти зменшити споживання викопного палива.

Компенсація за коливання подачі електроенергії в мережу

від поновлюваних джерел енергії, роблячи надання геотермальної енергії більш надійним, стійким та стабільним. Збільшуючи кількість економічно вигідних геотермальних ділянок, REFLECT допоможе стабілізувати електропостачання.

Збільшене виробництво електроенергії та швидша амортизація електростанції

через скорочення часу простою та технічного обслуговування під час роботи, наприклад, уникаючи / зменшуючи утворення накипу.

Підвищення привабливості технологій відновлюваної енергії

за рахунок підвищення конкурентоспроможності, зниження складності та підвищення надійності. Тим самим REFLECT ідеально відповідає цілям ЄС SET-Плану і сприяє глобальному енергопостачанню шляхом заохочення відновлювальних джерел енергії, тим самим зменшуючи викиди парникових газів.

Відкриття нових економічних можливостей

для спеціалізованих постачальників послуг, що застосовують підхід REFLECT (дані, моделі та Fluid Atlas) REFLECT може допомогти зміцнити європейську базу промислових технологій, створивши зростання та робочі місця в Європі.

Зменшення впливу на виробництво геотермальної енергії на навколишнє середовище:

За рахунок поліпшення знань про утворення вільного газу з геотермальних рідин під час виробництва, процедури експлуатації можуть бути адаптовані, і дегазація парникових газів, таких як метан і CO2 може бути зменшена.

Передача результатів проекту операторам

Гарантується за рахунок участі операторів електростанцій в якості партнерів проекту (Landsvirkjun, Pfalzwerke Geofuture) та зацікавлених сторін у дорадчій раді (BESTEC, EBN, Floricultura, Geothermie Bouillante, Tuzla GPP, Erdwärme Neustadt-Glewe, AAE Geothermae).

Партнери

  • GFZ Germany. Helmholtz Centre Potsdam – GFZ German Research Centre for Geosciences
  • UKRI United Kingdom. United Kingdom Research and Innovation
  • BRGM France. Bureau de recherches géologiques et minières
  • EFG Belgium. European Federation of Geologists
  • IFE Norway. Institutt for energiteknikk
  • PGF Germany. Pfalzwerke Geofuture GmbH
  • UNINE Switzerland. Université de Neuchatel (UNINE)
  • ISOR Iceland. Islenskar Orkurannsoknir
  • UNIM Hungary. University of Miskolc
  • IZTech Turkey. Izmir Institute of Technology
  • TUD Netherlands. Technische Universiteit Delft
  • LVK Iceland. Landsvirkjun Sameignarfelag (LVK)
  • HI Germany. Hydroisotop GmbH Laboratorium zur Bestimmung von Isotopen in Umwelt und Hydrologie
  • TNO Netherlands. Nederlandse organisatie voor toegepast natuurwetenschappelijk onderzoek

Пов’язані треті сторони EFG проєкту

  • Бельго-Люксембургська спілка геологів (Бельгія-Люксембург)
  • Болгарське геологічне товариство (Болгарія)
  • Хорватське геологічне товариство (Хорватія)
  • Чеська спілка геологічних асоціацій (Чехія)
  • Професійна асоціація німецьких геологів (Німеччина)
  • Асоціація грецьких геологів (Греція)
  • Угорське геологічне товариство (Угорщина)
  • Італійська національна рада геологів (Італія)
  • Польська асоціація оцінювачів мінеральних ресурсів (Польща)
  • Асоціація португальських геологів (Португалія)
  • Сербське геологічне товариство (Сербія)
  • Словенське геологічне товариство (Словенія)
  • Офіційна асоціація професійних геологів Іспанії (Іспанія)
  • Турецька асоціація економічних геологів (Туреччина)
  • Національна асоціація фахівців з геології та гірничої справи (Румунія)
  • Спілка геологів України (Україна)


REFLECT брошюра (укр)

REFLECT брошюра (eng)

REFLECT прес-реліз (укр)

REFLECT прес-реліз (eng)

REFLECT Презентація (eng)