Геотермальная энергия из ракушечника

В 2017 году было закрыто огромное хранилище в порах слоя песчаника на глубине от 1015 до 1045 метров под берлинским лесом Грюнвальд, в котором временно хранился природный газ, чтобы покрыть колебания потребностей города.

Для исследователей рабочей группы под руководством Гвидо Блёхера в Немецком исследовательском центре геонаук GFZ в Потсдаме, а также для его партнеров по проекту из Berliner Erdgasspeicher GmbH (BES) вывод из эксплуатации этой установки, начиная с ископаемого века, предоставляет уникальную возможность исследовать экологичный, региональный источник энергии. Ученые планируют выяснить, можно ли использовать слои известняка (ракушечник) на глубине 500 метров над уже неработающим газовым хранилищем для снабжения геотермальной энергией зданий не только в мегаполисе, но и, возможно, в быстроразвивающихся и не менее "энергозатратных" окрестностях.

Ракушечник как геотермальный аккумулятор

Исследователей интересуют, прежде всего, два слоя ракушечника, каждый из которых состоит из 15-метрового слоя пеноизвестняка с большим количеством пор. Эта порода фактически напоминает очень твердую пену, которая развивалась в доисторические времена, когда известняковая оболочка медленно формировалась вокруг мелких зерен песка или остатков раковин на дне мелководья. Большое количество воды, которое обычно течет по трещинам в породе, улавливается в порах этого известняка из пенопласта. Поскольку ракушечник вместе с уловленной водой на глубине от 500 до 550 метров под берлинским Грюнвальдским лесом должен быть около 32°C, то этот ресурс можно было бы использовать как источник геотермальной энергии. Кроме того, можно было бы использовать этот вспененный известняк для накопления избыточного тепла в летние месяцы на зиму.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Степень использования такого слоя породы в решающей степени зависит от того, сколько воды содержится в карбонатной породе пеноизвестняка и какие количества могут протекать на глубине через естественно образованные трещины. "Чтобы это выяснить, обычно приходится бурить прямо в пласт известняка", - объясняет Гвидо Блёхер. Однако это дорогостоящее мероприятие. Гораздо дешевле использовать уже пробуренные скважины для газового хранилища. Поэтому именно этим сейчас и занимаются исследователи GFZ. Через эти скважины пробы воды из ракушечника извлекаются на поверхность. Гидрохимик Симона Регенспург и ее исследовательская группа изучают вещества, присутствующие в этих пробах воды, чтобы выяснить, откуда поступает вода и как ее можно использовать. "Каково фактическое количество соли и других веществ, растворенных в воде?" - это вопрос, поставленный исследователем GFZ.

Симона Регенспург интересуется солями, так как они могут выпадать в осадок и, таким образом, препятствовать техническим процессам, связанным с использованием геотермальной энергии. Если количество и состав этих солей будут известны, то инженеры также смогут лучше предотвратить коррозию на более позднем этапе. Кроме того, в рамках нового исследования GFZ, посвященного жизни в глубине, геомикробиолог Йенс Каллмайер анализирует, какие микроорганизмы содержатся в воде и как их деятельность влияет на подповерхностные слои.

Для того чтобы оценить количество воды, вытекающей из щелей в пенном известняке, исследователи запланировали различные методы тестирования. "Испытание на подъем", как шутливо называют один из этих методов, заключается в закачке азота в скважину. Это приводит к тому, что вода "выстреливает" из скважины, где затем можно измерить, сколько кубических метров воды можно извлечь из скважины за час. Другой метод использует азот для закачки воды в скважину примерно на сто метров дальше. Затем через клапан, расположенный на поверхности скважины, азот под давлением очень быстро высвобождается, и вода поднимается обратно в скважину. "С помощью этого повторного подъема можно рассчитать количество воды, которое впоследствии может быть закачано в течение одного часа", - объясняет Гвидо Блёхер. Таким образом, на основе этих данных BES может оценить, окупится ли использование геотермальной энергии на этом объекте.

Инженеры и техники под руководством исследователя GFZ Яна Хеннингеса протянут измерительный кабель на глубину до 550 метров, в котором оптическое волокно используется для одновременного измерения температуры по всей длине скважины. Когда, как и планировалось для этого эксперимента, извлеченные 100 кубических метров воды из ракушечника, охлажденные на поверхности, снова будут закачиваться обратно в скважину для восстановления исходного состояния, температурная кривая должна быть тщательно отслежена. Если скважина долгое время оставалась холодной в одном месте, то вода, очевидно, проникала в окрестности.

"Таким образом, мы можем видеть, где вдоль ствола скважины находятся проницаемые слои породы", - объясняет Ян Хеннингес.И уже сейчас исследователи BES представляют дополнительную важную информацию о том, как старые скважины газового хранилища можно было бы впоследствии использовать для геотермальной энергии. Цель исследователей GFZ - применить эти опробованные в Грюнвальде концепции и полученные там результаты в окрестностях Берлина, где слой пород ракушечника мог бы также способствовать развитию геотермальной энергии. опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet