Olemmekin asettaneet tulevaisuutta varten kolme keskeistä tieteellistä tavoitetta, jotka lisäävät sisäistä tehokkuuttamme ja mahdollistavat sen, että pystymme vastaamaan muuttuviin olosuhteisiin energiamurroksen tukemiseksi.

Kehitetään keinoja lämpöenergian talteenottamiseksi geotermisistä resursseista hiilettömän lämmön/kylmän tuottamiseksi ja lämmön/kylmän varastoimiseksi maan alle

Tämä tavoite jatkaa viimeisten 15 vuoden aikana tehtyä työtä, jonka tarkoituksena on pääasiassa edistää tietämystä ja kehittää menetelmiä ja prosesseja lämmöntuotantoalan ja yhdistetyn lämmön- ja sähköntuotantoalan tukemiseksi. Jatkamme geotermistä energiaa ja lämmönvarastointijärjestelmiä koskevaa tieteellistä työtämme ja rakennamme siltoja erikoisalojen välille luodaksemme aitoa jaettua asiantuntemusta eri lämpötila-alueilla hyvin matalista ja matalista lämpötiloista (esim. kaukolämpöjärjestelmät) korkean lämpötilan lämmöntuotantoon (esim. teollisuuslämpö ja yhdistetty lämmön- ja sähköntuotanto). Geoterminen sähköntuotanto on Ranskassa edelleen kapea-alaista toimintaa, jota harjoitetaan ainoastaan Ranskan merentakaisilla alueilla. Se voi kuitenkin hyötyä syvän geotermisen energian tutkimuksesta Manner-Ranskassa.

Lämmön/kylmän maanalainen varastointi esimerkiksi kallioon tai akvifereihin on ala, jota BRGM on tutkinut viime vuosina matalilla lämpötila-alueilla. Tätä tutkimuspainopistettä on tulevaisuudessa kehitettävä siten, että se kattaa lämpöenergian kausittaisen varastoinnin kalliomassaan, korkeiden lämpötila-alueiden tutkimisen ja jäännöslämmön talteenoton.

Keskipitkällä ja pitkällä aikavälillä lämmöntuotanto- ja -varastointitekniikat on sisällytettävä energiajärjestelmiin eri mittakaavoissa (esim. rakennukset, yhdyskunnat ja kaukolämpöverkot) niiden tehostamiseksi.

Tutkimuksen painopistealueet

• Tärkeimpien fysikaalis-kemiallisten ja kemiallisten mekanismien yksilöinti ja niiden ymmärtäminen.
• Kytkettyjen ilmiöiden mallintaminen.
• Laboratorio- ja alustatestaukset.
• Menetelmät hyödyntämisen kehittämiseksi, valvomiseksi ja optimoimiseksi säiliöiden, kaivojen ja lämmöntuotantopaikkojen yhteydessä.
• Menetelmät hyödyntämisen kehittämiseksi, valvomiseksi ja optimoimiseksi maanalaisen lämpöenergian varastoinnin yhteydessä kalliomassaan ja pohjavesikerrostumiin.
• Yhdennetyt ratkaisut, jotka ulottuvat maanalaisen muodostuman/paikan karakterisoinnista energiapotentiaalin arvioimiseen, energiajärjestelmän optimaaliseen käyttöön ja kustannusten ja hyötyjen arviointiin.

Arvioidaan ja hyödynnetään maanalaisen maaperän potentiaalia alueellisella ja paikallisella tasolla energiajärjestelmien tehostamiseksi teknisestä, ympäristöllisestä ja taloudellisesta näkökulmasta

Tämä toinen tavoite koskee yhteisöjä (esim. kaupunginosia, kokonaisia kaupunkeja tai alueita), ja siinä keskitytään tietämyksen lisäämiseen sekä menetelmien ja prosessien kehittämiseen, jotta voidaan arvioida Manner-Ranskassa sijaitsevien yhteisöjen potentiaalia hajautetun energian järjestelmien toteuttamiseksi. Tutkimus- ja kehitystyömme ulottuu geotermisten resurssien ja erilaisten maanalaisten varastointijärjestelmien ymmärtämisestä ja kelpuuttamisesta maanalaisen potentiaalin arviointimenetelmien kehittämiseen. Kehittämällä menetelmiä maanalaisen maaperän tutkimiseksi ja luonnehtimiseksi, joita voidaan soveltaa eri mittakaavoissa ja eri yhteyksissä eri puolilla Ranskaa, voimme varmistaa, että tämä potentiaali hyödynnetään tehokkaasti. Erityistä huomiota kiinnitetään merentakaisten alueiden tuliperäisiin alueisiin, joilla on potentiaalia geotermiseen sähköntuotantoon, mikä on linjassa sähköverkkoon liittymättömien alueiden erityiskohtelun kanssa (Ranskan merentakaiset saaret, joita ei ole liitetty Manner-Euroopan sähköverkkoon).

Pohjaveden potentiaalin tehokas ja vastuullinen hyödyntäminen edellyttää systeemistä lähestymistapaa, joka käsittää myös pinnan. Keskitymme ehdotettujen järjestelmien tehokkuuteen ja siihen, miten sitä voidaan parantaa varmistaen samalla, että maanalaiset energiajärjestelmät ovat taloudellisesti elinkelpoisia ja ympäristön kannalta kestäviä. Tämä edellyttää riskien ja mahdollisten ympäristövaikutusten tunnistamista ja arviointia, mukaan lukien tekniset, sosiaaliset ja taloudelliset tekijät. Tunnistamme vähiten kustannuksia aiheuttavat ratkaisut ja laskemme kustannukset, jotka todennäköisesti saavutetaan ihanteellisessa skenaariossa.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on tukea julkista politiikkaa. Osa työstä on jatkoa aiemmalle tutkimukselle, mutta sitä on kehitettävä siten, että se sisältää systeemisiä lähestymistapoja ja yhteistyötä sopivien kumppaneiden kanssa. Keskipitkällä aikavälillä työmme tavoitteena on tukea paikallisia ja alueellisia yhteisöjä ja tulevia toimijoita energiajärjestelmien siirtymisessä eri mittakaavoissa, ja se toteutetaan alueellisen verkostomme tuella.

Tutkimuksen painopisteet

• Lämmöntuotanto- ja -varastointipaikkojen tutkimus- ja karakterisointistrategiat.
• Menetelmät resurssien ja potentiaalin arvioimiseksi paikallisessa ja alueellisessa mittakaavassa.
• Energiajärjestelmien tehokkuuden parantaminen/optimointi ottamalla huomioon maanalaiset resurssit (esim. monitahoinen systeemilähestymistapa).
• Maanalaisen varastoinnin roolin arviointi muiden energiavarastointijärjestelmien rinnalla, mukaan luettuna kausien välinen varastointi kalliomassaan ja maanalaisen varastoinnin hyödyt sähköverkon kannalta.
• Ennustavat lähestymistavat maanpinnan alla tapahtuvaan käyttäytymiseen, jotta saadaan käsitys geotermisen energian käytön ympäristö- ja ihmisvaikutuksista erilaisissa tavanomaisissa ja ongelmallisissa muutosskenaarioissa.
• Arvioidaan maanpinnan alla toimivien energian varastointi- ja tuotantojärjestelmien ympäristöllinen, taloudellinen ja sosiaalinen kestävyys (soveltamalla kompleksista dynaamista systeemiä koskevaa lähestymistapaa rajoitettuun järjestelmään).

Kehitetään maanalaista varastointia tukemaan siirtymistä kestävämpiin energiajärjestelmiin

Kolmannella tavoitteella pyritään edistämään tietämystä ja kehittämään maanalaista varastointia koskevia menetelmiä, prosesseja ja teknologiavaihtoehtoja, jotka voisivat edistää siirtymistä kestävämpiin energiajärjestelmiin.

Energiajärjestelmät kehittyvät siten, että ne kattavat entistä laajemman kirjon energiamuotoja (esimerkiksi lämpöä, muuta kuin tavanomaista maakaasua, H2:ta, O2:ta jne.), ja energiaverkostojen välisiä yhteyksiä on enemmän. Meidän on kyettävä kehittämään teknologista taitotietoa ja rakennuspalikoita, jotta voimme käsitellä eri vektoreiden ja maanpinnan välisiä fysikaalisia ja kemiallisia vuorovaikutuksia sekä luonnonympäristön käyttäytymistä varastointiolosuhteissa (esim. H2 ja paineilma). Tulevaisuudessa on kehitettävä menetelmiä erilaisten varastointijärjestelmien integroimiseksi, jotta voidaan optimoida usean vektorin järjestelmät (esim. yhdistetyt sähkö-, lämpö- ja kaasuverkot).

Hiilineutraalius edellyttää ”negatiivisten päästöjen” tuottamista jäännöspäästöjen kompensoimiseksi kansallisen vähähiilisen strategian mukaisesti. Negatiivisia päästöjä tuottavat nielut, jotka sitovat ja varastoivat hiilipäästöjä (CCS). Kiinnitämme erityistä huomiota syviin suolaisiin pohjavesikerrostumiin tapahtuvaan maanalaiseen varastointiin tarvittavan tietämyksen ja teknologisten rakennuspalikoiden kehittämiseen. Tutkimme hiilidioksidin talteenotto- ja/tai käyttöprosesseja (esim. kiinteän hiilen varastointi), joissa hiilidioksidi varastoidaan tuotteisiin, joilla on pitkä käyttöikä. Pyrimme luomaan synergiaa uusiutuvien energialähteiden ja erityisesti geotermisen energian kanssa.

Viimeiseksi aiomme edistää tietämystä ja kehittää menetelmiä ja teknologisia rakennuspalikoita, joilla tuetaan teollisten hiilivetyjen tuotantolaitosten (esim. olemassa olevien kaivojen) mahdollista muuntamista.

Tutkimus- ja kehitystyömme tämän tavoitteen saavuttamiseksi on osa strategiaa, jolla tuetaan ulkopuolisia toimijoita. Se on osittain jatkoa viime vuosina ANDRA-sopimusten puitteissa tehdylle työlle tai teknologisten rakennuspalikoiden toteuttamiselle teollisten demonstraatio- tai pilottihankkeiden kehittämistä varten. Tuemme valtion elimiä (esim. radioaktiivisen jätteen varastoinnin alalla) tuottamalla tietoa reaktiivisesta kulkeutumisesta ja menetelmistä, joilla voidaan voittaa maanalaisen varastoinnin fyysiset ja inhimilliset esteet.

Tutkimuksen painopisteet

• Prosessien mallintaminen ja maanalaisen varastoinnin fysikaalisten esteiden arviointi (esim. reaktiivinen kulkeutuminen, kemiallinen reaktiivisuus ja geologisten muodostumien käyttäytyminen).
• Laboratoriokokeet.
• Menetelmien kehittäminen maanalaisten varastointipaikkojen tehokkuuden arvioimiseksi.
• Menetelmät maanalaisten tilojen kartoittamiseksi ja valvomiseksi.

Menetelmät maanalaisten tilojen kartoittamiseksi ja valvomiseksi.