Pro budoucnost jsme si proto stanovili tři klíčové vědecké cíle, které zvyšují naši vnitřní efektivitu a umožňují nám reagovat na měnící se prostředí v rámci podpory energetické transformace.

Vyvinout prostředky pro získávání tepelné energie z geotermálních zdrojů za účelem výroby bezuhlíkového tepla/chladu a ukládání tepla/chladu v podpovrchových vrstvách

Tento cíl navazuje na práci prováděnou v posledních 15 letech především za účelem prohloubení znalostí a vývoje metod a postupů na podporu odvětví výroby tepla a kombinované výroby tepla a elektřiny. Budeme pokračovat ve vědecké práci v oblasti geotermální energie a systémů skladování tepla a budovat mosty mezi specializacemi, abychom vytvořili skutečné společné odborné znalosti v různých teplotních rozmezích, od velmi nízkých a nízkých teplot (např. systémy dálkového vytápění) až po vysokoteplotní výrobu tepla (např. „průmyslové“ teplo a kombinovaná výroba tepla a elektřiny). Výroba geotermální elektřiny zůstává ve Francii výklenkem, který se realizuje pouze v zámořských územích Francie. Může však těžit z výzkumu prováděného v oblasti hlubinné geotermální energie v kontinentální Francii.

Například podzemní ukládání tepla/chladu v horninách nebo vodonosných vrstvách je oblastí, kterou BRGM v posledních letech zkoumá v oblasti nízkých teplot. Tato výzkumná priorita se bude muset v budoucnu rozvinout tak, aby zahrnovala sezónní skladování tepelné energie v horninovém masivu, zkoumání vysokých teplotních rozsahů a využití zbytkového tepla.

V neposlední řadě bude třeba ve střednědobém až dlouhodobém horizontu začlenit technologie výroby a skladování tepla do energetických systémů v různém měřítku (např. budovy, obce a sítě dálkového vytápění), aby byly účinnější.

Priority výzkumu

• Identifikace a pochopení hlavních fyzikálních a chemických mechanismů.
• Modelování vázaných jevů.
• Laboratorní a plošinové testování.
• Metody vývoje, monitorování a optimalizace využití v kontextu zásobníků, vrtů a míst výroby tepla.
• Metody vývoje, monitorování a optimalizace využití v kontextu podzemního skladování tepelné energie v horninovém masivu a vodonosných vrstvách.
• Integrovaná řešení od charakterizace podzemní formace/místa po posouzení jejího energetického potenciálu, optimalizaci energetického systému a odhad nákladů a přínosů.

Ocenění a využití potenciálu podzemí na regionální a místní úrovni pro zefektivnění energetických systémů z technického, environmentálního a ekonomického hlediska

Tento druhý cíl se týká komunit (např. městských částí, celých měst nebo regionů) a zaměřuje se na prohlubování znalostí a vývoj metod a postupů pro hodnocení potenciálu komunit v kontinentální Francii pro realizaci distribuovaných energetických systémů. Naše výzkumné a vývojové práce sahají od pochopení a kvalifikace geotermálních zdrojů a různých systémů podzemního skladování až po vývoj metod hodnocení podpovrchového potenciálu. Vývojem metod pro zkoumání a charakterizaci podpovrchových vrstev, které lze realizovat v různém měřítku a v různých kontextech po celé Francii, můžeme zajistit efektivní využití tohoto potenciálu. Zvláštní pozornost bude věnována vulkanickým oblastem v zámořských územích, které mají potenciál pro výrobu geotermální energie, v souladu se zvláštním zacházením s nepřipojenými zónami (francouzské zámořské ostrovy nepřipojené k pevninské síti).

Efektivní a odpovědné využití podpovrchového potenciálu vyžaduje systémový přístup zahrnující i povrch. Zaměříme se na účinnost navrhovaných systémů a na to, jak ji lze zlepšit, a zároveň zajistíme, aby podpovrchové energetické systémy byly ekonomicky životaschopné a ekologicky udržitelné. To zahrnuje identifikaci a posouzení rizik a potenciálních dopadů na životní prostředí, včetně technických, sociálních a ekonomických determinant. Určíme nejméně nákladná řešení a vypočítáme náklady, kterých bude pravděpodobně dosaženo v ideálním scénáři.

Tento výzkum má podpořit veřejnou politiku. Část práce sice navazuje na předchozí výzkum, ale bude se muset vyvíjet tak, aby zahrnovala systémové přístupy a spolupráci s vhodnými partnery. Ve střednědobém horizontu je naše práce zaměřena na podporu místních a regionálních komunit a budoucích účastníků přechodu na energetické systémy v různém měřítku a bude prováděna s podporou naší regionální sítě.

Priority výzkumu

• Strategie pro zkoumání a charakterizaci míst pro výrobu a skladování tepla.
• Metody odhadu zdrojů a potenciálu v místním a regionálním měřítku.
• Zlepšení/optimalizace účinnosti energetických systémů zahrnutím podzemních zdrojů (např. komplexní systémový přístup).
• Hodnocení úlohy podzemních zdrojů vedle jiných systémů skladování energie, včetně mezisezónního skladování v horninovém masivu a výhod podzemního skladování pro energetickou síť.
• Prediktivní přístupy k chování podpovrchových vrstev s cílem získat přehled o dopadech využívání geotermální energie na životní prostředí a člověka při různých běžných a problematických scénářích změn.
• Posuzování environmentální, ekonomické a sociální udržitelnosti systémů skladování a výroby energie zahrnujících podpovrchové vrstvy (aplikace komplexního dynamického systémového přístupu na omezený systém).

Vývoj podzemního skladování na podporu přechodu k udržitelnějším energetickým systémům

Třetí cíl je zaměřen na prohloubení znalostí a vývoj metod, postupů a technologických možností pro podzemní skladování, které by mohly přispět k přechodu k udržitelnějším energetickým systémům.

Energetické systémy se budou vyvíjet tak, aby zahrnovaly širší škálu energetických vektorů (např. teplo, nekonvenční plyn, H2, O2 atd.) s větším počtem propojení mezi energetickými sítěmi. Musíme být schopni vyvinout technologické know-how a stavební prvky pro řešení fyzikálních a chemických interakcí mezi různými vektory a podložím a chování přírodního prostředí v podmínkách skladování (např. H2 a stlačený vzduch). V budoucnu bude třeba vyvinout metodiky pro integraci různých systémů skladování s cílem optimalizovat systémy s více vektory (např. spojené sítě elektřiny/tepla/plynu).

Uhlíková neutralita vyžaduje produkci „záporných emisí“, které kompenzují zbytkové emise v souladu s národní nízkouhlíkovou strategií. Záporné emise se vytvářejí pomocí propadů, které zachycují a ukládají emise uhlíku (CCS). Zvláštní pozornost budeme věnovat rozvoji znalostí a technologických stavebních kamenů potřebných pro podzemní ukládání v hlubokých slaných vodonosných vrstvách. Budeme zkoumat procesy zachycování a/nebo využívání uhlíku (např. ukládání uhlíku v pevném stavu), při nichž se oxid uhličitý ukládá do produktů s dlouhou životností, což je proces známý jako minerální sekvestrace. Budeme usilovat o vytvoření synergií s obnovitelnými zdroji energie, zejména s geotermální energií.

V neposlední řadě hodláme prohloubit znalosti a vyvinout metodiky a technologické stavební kameny na podporu potenciální konverze průmyslových zařízení na těžbu uhlovodíků (např. stávajících vrtů).

Naše výzkumné a vývojové práce k dosažení tohoto cíle jsou součástí strategie na podporu externích provozovatelů. Částečně navazuje na práce provedené v posledních letech v rámci dohod ANDRA nebo na realizaci technologických stavebních bloků pro vývoj průmyslových demonstrátorů nebo pilotních projektů. Budeme podporovat státní orgány (např. v oblasti ukládání radioaktivních odpadů) vytvářením poznatků o reaktivním transportu a metodik pro překonávání fyzikálních a lidských překážek podzemního ukládání.

Priority výzkumu

• Modelování procesů a posuzování fyzikálních překážek podzemního ukládání (např. reaktivní transport, chemická reaktivita a chování geologických formací).
• Laboratorní testování.
• Vývoj metod hodnocení účinnosti podzemních úložišť.
• Metody průzkumu a monitorování podzemních zařízení.

Metody průzkumu a monitorování podzemních zařízení.