Subsurface potential for the energy transition

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そこで私たちは、エネルギー転換をサポートするために、内部効率を高め、変化する状況に対応できるように、将来の3つの重要科学目標を設定しました。

地熱資源から熱エネルギーを抽出し、カーボンフリーの熱/冷媒を生成し、地下に熱/冷媒を貯蔵する手段を開発する

この目標は、主に熱生成部門と熱電併給産業を支援するために知識を進め、方法とプロセスを開発する過去15年間に実施した作業を継続するものである。 地熱エネルギーと熱貯蔵システムに関する科学的研究を進め、専門分野間の橋渡しを行い、超低温(地域熱システムなど)から高温(「産業」熱や熱電併給など)の熱生成まで、異なる温度範囲における真の専門知識を共有することを目指します。 地熱発電は、フランスではまだニッチな活動であり、フランスの海外領土でのみ行われている。 しかし、フランス本土で行われている深部地熱の研究から恩恵を受けることができる。

例えば岩石や帯水層における熱や冷気の地下貯蔵は、BRGMが近年、低温域で調査している分野である。 この研究優先順位は、将来的には、岩盤中の季節的な熱エネルギー貯蔵、高温域の探索、残留熱回収をカバーするために発展する必要がある。

最後に、中長期的には、熱生成・貯蔵技術は、異なる規模のエネルギーシステム(例えば、建物、コミュニティ、地域熱ネットワーク)に組み込まれ、それらをより効率的にする必要があるだろう。

  • 連成現象のモデル化。
  • 研究室およびプラットフォーム試験
  • 貯留層、井戸、熱生産サイトにおける開発、モニタリング、最適化のための方法
  • 岩盤および帯水層における地下熱エネルギー貯蔵における開発、モニタリング、最適化のための方法
  • 地下地層・サイトの特徴付けからエネルギー潜在力の評価、エネルギーシステムの最適化、コストと利益の推定までの統合ソリューション。
  • 技術、環境、経済の観点からエネルギーシステムをより効率的にするために、地域および地方レベルで地下の潜在力を評価し、利用する

    この第2の目的はコミュニティ(都市地区、都市全体または地域など)に関するもので、フランス本土のコミュニティで分散エネルギー計画を実施するための知識の向上と潜在力の評価方法およびプロセスの開発に焦点を合わせています。 私たちの研究開発活動は、地熱資源やさまざまな地下貯蔵システムの理解と認定から、地下の潜在能力を評価する手法の開発まで多岐にわたります。 フランス全土のさまざまな規模や状況で実施可能な地下の探査と特性評価の方法を開発することで、この潜在能力を効率的に活用できるようにします。 特に、非連系地域(本土の送電網に接続されていないフランスの海外諸島)の特別な扱いに沿って、地熱発電の可能性を持つ海外領土の火山地帯に注意が払われる。 地下エネルギーシステムが経済的に実行可能で環境的に持続可能であることを保証しながら、提案されているシステムの効率とそれがどのように改善されるかに焦点を当てることになる。 これには、技術的、社会的、経済的な決定要因を含む、リスクと潜在的な環境影響の特定と評価が含まれます。 また、最小コストのソリューションを特定し、理想的なシナリオで達成される可能性の高いコストを計算します。

    この研究は、公共政策を支援することを目的としています。 作業の一部は以前の研究を踏襲しているが、システム的なアプローチや適切なパートナーとの協力を含むように発展させる必要がある。 中期的には、地方や地域のコミュニティ、そして異なるスケールでエネルギーシステムを移行させる将来のアクターを支援することを目指し、地域ネットワークの支援を受けながら研究を進めていく。

  • 地方や地域のスケールで資源や潜在力を推定する方法。
  • 地下資源を含むエネルギーシステムの効率改善/最適化(例:複合システムアプローチ)
  • 岩盤における季節間貯蔵や電力網に対する地下貯蔵の利点など他のエネルギー貯蔵システムと共に地下の役割を評価すること。
  • 地下の挙動に対する予測的アプローチにより、様々な通常および問題のある変化のシナリオにおいて地熱エネルギーを使用することによる環境および人間への影響を把握する。
  • 地下を含むエネルギー貯蔵および発電システムの環境、経済および社会的持続性を評価する(制約のあるシステムに対する複雑動的システムアプローチを適用する)。
  • より持続可能なエネルギーシステムへの移行を支援する地下貯蔵の開発

    第3の目的は、地下貯蔵のための方法、プロセス、技術オプションに関する知識を深め、開発することであり、より持続可能なエネルギーシステムへの移行に貢献できる。

    エネルギーシステムは、エネルギーネットワーク間の接続がより増え、より幅広いエネルギーベクター(例:熱、非在来型ガス、H2、O2、等)を含めて進化していくと予想されます。 我々は、異なるベクトルと地下の物理的・化学的相互作用、および貯蔵条件下での自然環境の挙動(H2、圧縮空気など)に対応するための技術的ノウハウとビルディングブロックを開発できなければならない。 異なる貯蔵システムの統合のための方法論は、複数のベクトルシステム(例えば、結合された電力/熱/ガスネットワーク)の最適化を視野に入れて、将来的に開発する必要があります。

    カーボンニュートラルは、国の低炭素戦略に従って、残留排出を相殺するための「負の排出」の生成を必要とします。 マイナス・エミッションは、炭素排出を捕捉・貯蔵するシンク(CCS)により生み出される。 特に、塩分の多い深部帯水層への地下貯留に必要な知識と技術的なビルディングブロックの開発に注意を払います。 二酸化炭素を長寿命な製品に貯蔵する、炭素の分離・利用プロセス(例:固体炭素貯蔵)を探求する。 再生可能エネルギー、特に地熱エネルギーとの相乗効果を模索します。

    最後に、産業用炭化水素生産施設(既存の井戸など)の潜在的転換を支援するための知識を進め、方法論と技術的ビルディングブロックを開発する予定です。 これは、近年ANDRA協定の下で行われている作業の継続、あるいは産業用実証機やパイロット版の開発のための技術的ビルディングブロックの実装でもある。 また、地下格納容器に対する物理的・人的障壁を克服するための反応性輸送と方法論に関する知識を生み出すことにより、政府機関(放射性廃棄物貯蔵の分野など)を支援する。

    研究優先順位

    • プロセスモデリングと地下貯蔵に対する物理障壁(反応性輸送、化学反応性、地層の挙動など)の評価
    • ラボ試験
    • 地下貯蔵サイトの効率性を評価する手法の開発。
    • 地下施設の調査・監視方法…

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