熱分野における地熱の役割と競争力の増大

浅い–またはより良い”浅い”-地熱エネルギーは、NZベースのソフトウェアハウスSeequentによる興味深い記事で対処されています。 地球科学ソフトウェアプロバイダ、同社はまた、地熱エネルギーが提供しているものの物語を押すことによって、それが提供する地熱の世界で興味深い

最近、2020年3月に発行された「Not so deep Heat」に関する記事でそうしました。 だから、浅い地熱を記述しながら–深い地熱セクターの文脈で–記事はそれほど熱くなく、我々は熱い地熱資源からの発電のために必要な深さに位置してい 伝統的に、私たちは地理交換システム（ヒートポンプ、数メートルから50/100メートルまで）のための”表面の近く”のように浅い地熱について話してきましたが、深い地熱（ドイツで差別化するために使用される）は、暑い（またはますます暑くない）温度を訓練するものを指します。 しかし、貯水池ベースの地熱エネルギーをターゲットとした地熱開発（本質的には水を介して熱をキャリアとして導出する）と、花崗岩の表面近くから超深

地熱エネルギーの伝統的な用途は電力を発電することであり、一般的には非常に高温の流体が必要な温度差を提供することが求められています。 残念なことに、このようなアプリケーションは非常に地理的に制約されており、ニュージーランド、インドネシア、アイスランドなど、火山や非常に高い/低い温度

浅い地熱は、高温の地熱ニーズよりもはるかに小さく、安価な掘削リグで到達することができます。 それはまたより少なく扱いにくく、より少なく複雑で、高価な技術を要求する。

Jeremy O’Brien:グローバル・ディレクター–エネルギー、Seequent

しかし、地熱がもたらすものは熱を供給するだけの能力です。 それははるかに低い温度で有用であり、この低温地熱資源はそれほど深く掘削することなく、より多くの場所で見つけることができます。 このアプローチは、大量の電力を生成する能力を持たないかもしれませんが、別のソースから電力を生成する必要性を置き換える上で重要な役割を果た

「浅い地熱エネルギーの最大の価値は、ベース負荷エネルギーに取って代わることです」とSeequentのエネルギービジネスマネージャー、Jeremy O’Brien氏は述べています。 「ヨーロッパで使用されているすべてのエネルギーの約40％は暖房と冷却のためのものなので、その40％の半分を地面に穴を開けることで得ることができた”

地熱はまた、他の再生可能エネルギー源よりも特別な利点を提供しています。 それは常にそこにあります。 “太陽が輝いていないか、風が吹いていない場合、それはまだ動作します。 それは24/7クリーンエネルギーであり、それは消えていません。

ベースロードは排出規制の重要な目標

私たちの社会が依存しているベースロードエネルギーの多くは、過去に石炭やガスの発電から来ており、それらは現在CO2 （2020では、石炭火力発電の世界の使用は、ほぼ中断のない成長の四十年後に、これまでに記録された最大の年間秋のために軌道に乗っています。)

太陽光や風力エネルギーもCO2排出量を削減する上で重要な役割を果たしていますが、通常は純粋にベースロードを置き換えることに焦点を当てていません。 浅い地熱は、それが作成するエネルギーを貯蔵するために電池を必要としません。 それはちょうどタップされるのを待って、地面にそこに座っています。 地熱発電所のフットプリントは、通常、すべての重い持ち上げが地下で起こっているので、太陽光発電アレイや風力発電所のフットプリントよりも

このことは、浅い地熱、特にヒートポンプ用途は、非常に”局所的”である能力を有することを意味する。 （良い例は、スーパーマーケットが自分の店の下から熱を抽出し、冷凍力を相殺するために熱交換器を使用する傾向である。）またはそれは都市全体である場合もあります。 コペンハーゲンは、居住者のための地域暖房をサポートするために、浅い地熱の可能性を模索しているヨーロッパの都市の数の一つです。

「多くの場合、摂氏50～80度の範囲の温度しか探していません」とJeremy O’Brien氏は言います。”どちらも、実際にその新しいアイデアではありません。 「多くの人々は、パリが1970年代以来地熱暖房を持っていたことを認識していません…」

それほど深さではない

では、浅い深さはどれくらいですか？ “私たちの言葉では、1,000メートル未満のものを言うだろうと思いますが、通常の地熱の意味では、井戸の平均深さは2,000メートルになります。

“重要なのは、地表から1000メートル以内のすべてのものに、高温の地熱ニーズよりもはるかに小さく、安価な掘削リグで到達できるということです。 それはまたより少なく扱いにくく、より少なく複雑で、高価な技術を要求する。”

そして、多くの場合、単純なヒートポンプはそれよりもはるかに少ない効果があります。 ロンドンのテートモダンギャラリーは、川の砂利のベッドにわずか五メートルダウン行く地熱ソリューションを選択しました。 それは冬の建物の暖房の要求の部分を満たすのに試錐孔を使用し、快適な(および国際的に要求される)18から25度でPicassos、Dalis、Rothkosおよび多くの非常に貴重なコ

英国でも、研究者達は、放棄された炭鉱の遺産が、地球の中にある数マイルの空の空隙のわずかに上昇した温度（約30度）を使用して、第二の熱生成の生

浅い地熱ポテンシャルがどのように明らかになるか

浅い地熱作業を行うための鍵は、それらの中に良好な温度流体を持ち、効果的に利用できる特定の地層および層序単位を見つけることである。 調査には、地震、重力、磁気テルルデータが含まれるかもしれませんが、それをその場所についてすでに知られているものに組み込むことは非常に貴重で

“データを地球物理学と統合できる古い石油-ガス探査井戸や、おそらく古い地下水井戸はありますか？ 既存の井戸からの流量は何ですか？ それは探検するのが最も興味深いかもしれない分野についてあなたに何を教えてくれますか？ 最高の温度はどこにあり、地質は何ですか？”

良い探偵の仕事は、多くの形で来ることができます。 たとえば、スペイン南東部のアルメリアのGoogle Earthツアーでは、ほぼ半島全体をカバーする温室のきらびやかな風景が明らかになります。 それはヨーロッパで最大のコレクションです。 地熱ポテンシャルの高い地域を探しているとき、研究者は、農家がおそらく彼らが

しなかったことを知っているかもしれないと推論した”ちょうど内陸の地勢を通って走っている断層線を見ることができ、農家はこれらの丘の中で水を掘削していた。 断層は流体を深く下に流し、非常に効率的な方法で再びバックアップするので、良性の地下水と比較して熱くなります。 それはあまりにも多くの塩を拾っていたとして、それは植物のために良いではなかったが、地熱エネルギーのためにそれは理想的だった….”

ケーススタディ–都市部の浅い地熱ポテンシャルの評価、スペインのカタルーニャ

欧州の都市部は脱炭素化しており、エネルギー市場は再生可能エネルギーにシフトしている。 浅い地熱エネルギーの人気が高まっています。 スペインのカタルーニャは、可能性を模索する一つの地域であり、MUSEプロジェクト（都市浅地熱エネルギーの管理）のケーススタディです。 ジローナの都市部は、その課題なしではなく、最初のパイロットエリアとして選ばれました。

熱交換器を介してどれだけのエネルギーを抽出できるかを決定するのは下層土の熱特性であり、ジローナ周辺では各層序単位の地質学的および水文地質学的特性は複雑であり、大きく変化する。 詳細な3Dモデルが必要であり、Leapfrogソフトウェアを使用して、利用可能なすべてのデータからそのモデルを準備しました。

全部で、約1400ドリル穴、4地質図スケール1：25000、5地質図スケール1:5000,2水文地質図スケール1:25000と豊富な地球物理学的データを使用して、幅10km、長さ9km、深さ300mの詳細な地質モデルを作成しました。 総モデル容積は29km3。 平均地下水の温度も監視されました。

下層土の地質を可能な限り最良の方法で解釈し提示するためには、古第三紀-古生代、新第三紀、第四紀を定義するベースモデルを構築する必要があ 実際には、オルドビス紀と第四紀の間で、合計で31の地質単位がモデル化されました。 焦点は、ジローナのラセルバ堆積盆地の深さと空間拡張を決定することにあった（盆地の堆積物は地熱資源を利用するための主要な媒体である可能性が高い）。 この研究は進行中であり、最終的には、地域および地域規模で地熱ポテンシャルを評価し、ジローナが開閉ループ暖房システムを設置するために最も実行可能な地域を決定するのに役立つプラットフォームを提供するGeoEnergy SGEプロジェクトに貢献する予定です。

Leapfrogを使用して熱を追跡する

ますます政府は、堆積帯水層の断層や圧力による熱勾配が使用可能である可能性があると思われるアルメリアのような地域で収集したすべてのデータをスクリーニングし、取捨選択することを模索している。

“私はLeapfrogがそれに本当の貢献をすることができると思う”とJeremy O’Brienは考えている。 「これらすべての異なるデータセットを1か所にまとめるための非常に直感的なツールです。 あなたは、そうでなければ直感的ではなかったかもしれない潜在的なスポットを識別する地下の画像を構築することができます。

“プロジェクトを開始している場合は、大規模な地域をカバーする古い地質断面があり、そのすべてのデータを一つの場所に統合する必要があります。 Leapfrogはすぐに映像を造り、視覚化を発生させることを非常にスピードをあげることができる。 それと比較して、手でまたは別のパッケージを使用して温度の輪郭を明示的に描画するには数日かかる場合があります。

“多くのデータを迅速にスクリーニングすることで、浅い地熱の可能性のある地域を特定するための強力なツールになります。 その後、掘削キャンペーンが計画されると、新しいデータを入力してモデルを更新し、地下で何が起こっているかを示すことができます。 Leapfrogは他のシミュレーションソフトウェアと接続しているため、地面の水の流れや温度の変化を見ることもできます。 ソフトウェアは訓練が起こるべきであるところでチームを導き、次に時間の資源を理解し、管理するのを助けることを続くことができる。

“これは、Leapfrogがバリューチェーン全体でプロジェクトを最初から最後までサポートできることを意味します。”