De este modo, hemos establecido tres objetivos científicos clave para el futuro, que impulsan nuestra eficiencia interna y nos permiten responder a un paisaje cambiante en apoyo de la transición energética.

Desarrollar los medios de extracción de energía térmica de los recursos geotérmicos para generar calor/frío libre de carbono y almacenar calor/frío en el subsuelo

Este objetivo continúa el trabajo realizado en los últimos 15 años principalmente para avanzar en el conocimiento y desarrollar métodos y procesos en apoyo del sector de la generación de calor y la industria de la energía combinada. Proseguiremos nuestro trabajo científico sobre la energía geotérmica y los sistemas de almacenamiento de calor, tendiendo puentes entre las especialidades para crear una auténtica experiencia compartida en diferentes rangos de temperatura, desde la muy baja y la baja temperatura (por ejemplo, los sistemas de calefacción urbana) hasta la generación de calor a alta temperatura (por ejemplo, el calor «industrial» y la producción combinada de calor y electricidad). La producción de electricidad geotérmica sigue siendo una actividad de nicho en Francia, realizada únicamente en los territorios de ultramar. Sin embargo, puede beneficiarse de la investigación llevada a cabo en materia de geotermia profunda en la Francia continental.

El almacenamiento subterráneo de calor/frío en la roca o en los acuíferos, por ejemplo, es un área que el BRGM ha estado investigando en los últimos años en rangos de baja temperatura. Esta prioridad de investigación deberá evolucionar en el futuro para abarcar el almacenamiento estacional de energía térmica en la masa rocosa, explorando los rangos de alta temperatura y la recuperación de calor residual.

Por último, a medio y largo plazo, será necesario incorporar las tecnologías de generación y almacenamiento de calor en los sistemas energéticos a diferentes escalas (por ejemplo, edificios, comunidades y redes de calefacción urbana), para hacerlos más eficientes.

Prioridades de investigación

• Identificar y comprender los principales mecanismos físicos y químicos.
• Modelar los fenómenos acoplados.
• Pruebas de laboratorio y de plataforma.
• Métodos de desarrollo, seguimiento y optimización de la explotación en el contexto de yacimientos, pozos y lugares de producción de calor.
• Métodos de desarrollo, seguimiento y optimización de la explotación en el contexto del almacenamiento subterráneo de energía térmica en macizos rocosos y acuíferos.
• Soluciones integradas desde la caracterización de la formación/sitio subterráneo hasta la evaluación de su potencial energético, la optimización del sistema energético y la estimación de costes y beneficios.

Estimar y explotar el potencial del subsuelo a nivel regional y local para hacer que los sistemas energéticos sean más eficientes desde una perspectiva técnica, medioambiental y económica

Este segundo objetivo se refiere a las comunidades (por ejemplo, distritos urbanos, ciudades enteras o regiones) y se centra en el avance de los conocimientos y el desarrollo de métodos y procesos para evaluar el potencial de las comunidades en la Francia continental para implementar esquemas de energía distribuida. Nuestro trabajo de investigación y desarrollo abarca desde la comprensión y la calificación de los recursos geotérmicos y los diferentes sistemas de almacenamiento subterráneo hasta el desarrollo de métodos para evaluar el potencial del subsuelo. Mediante el desarrollo de métodos de exploración y caracterización del subsuelo que puedan aplicarse a diferentes escalas y en diferentes contextos en toda Francia, podemos asegurarnos de que este potencial se aproveche eficazmente. Se prestará especial atención a las zonas volcánicas de los territorios de ultramar, que tienen potencial para la generación de energía geotérmica, en consonancia con el tratamiento especial de las zonas no interconectadas (las islas de ultramar de Francia no conectadas a la red continental).

La explotación del potencial del subsuelo de manera eficiente y responsable requiere un enfoque sistémico que incluya la superficie. Nos centraremos en la eficiencia de los sistemas propuestos y en cómo puede mejorarse, garantizando al mismo tiempo que los sistemas energéticos del subsuelo sean económicamente viables y ambientalmente sostenibles. Esto implica la identificación y evaluación de los riesgos y posibles impactos ambientales, incluidos los determinantes técnicos, sociales y económicos. Se identificarán las soluciones de menor coste y se calcularán los costes que podrían alcanzarse en un escenario ideal.

Esta investigación tiene como objetivo apoyar las políticas públicas. Aunque parte del trabajo se basa en investigaciones anteriores, tendrá que evolucionar para incluir enfoques sistémicos y la cooperación con socios adecuados. A medio plazo, nuestro trabajo pretende apoyar a las comunidades locales y regionales, y a los futuros actores en la transición de los sistemas energéticos a diferentes escalas, y se llevará a cabo con el apoyo de nuestra red regional.

Prioridades de investigación

• Estrategias para explorar y caracterizar los lugares de generación y almacenamiento de calor.
• Métodos para estimar los recursos y el potencial a escala local y regional.
• Mejora/optimización de la eficiencia de los sistemas energéticos mediante la inclusión de los recursos subterráneos (por ejemplo, enfoque de sistemas complejos).
• Evaluación del papel del subsuelo junto a otros sistemas de almacenamiento de energía, incluyendo el almacenamiento intertemporal en masa rocosa y los beneficios del almacenamiento subterráneo para la red eléctrica.
• Enfoques predictivos del comportamiento del subsuelo para conocer el impacto ambiental y humano del uso de la energía geotérmica en diferentes escenarios normales y problemáticos de cambio.
• Evaluar la sostenibilidad ambiental, económica y social de los sistemas de almacenamiento y generación de energía que implican al subsuelo (aplicando un enfoque de sistemas dinámicos complejos a un sistema restringido).

Desarrollar el almacenamiento subterráneo para apoyar la transición hacia sistemas energéticos más sostenibles

El tercer objetivo pretende avanzar en el conocimiento y desarrollar métodos, procesos y opciones tecnológicas para el almacenamiento subterráneo, que podrían contribuir a la transición hacia sistemas energéticos más sostenibles.

Los sistemas energéticos evolucionarán para incluir una gama más amplia de vectores energéticos (por ejemplo, calor, gas no convencional, H2, O2, etc.), con más conexiones entre redes energéticas. Debemos ser capaces de desarrollar los conocimientos tecnológicos y los bloques de construcción para abordar las interacciones físicas y químicas entre los diferentes vectores y el subsuelo, y el comportamiento del entorno natural en las condiciones de almacenamiento (por ejemplo, H2, y aire comprimido). En el futuro habrá que desarrollar metodologías para la integración de diferentes sistemas de almacenamiento con vistas a optimizar los sistemas de vectores múltiples (por ejemplo, redes acopladas de electricidad/calor/gas).

La neutralidad del carbono requiere la producción de «emisiones negativas» para compensar las emisiones residuales, de acuerdo con la estrategia nacional de bajas emisiones de carbono. Las emisiones negativas se generan mediante sumideros que capturan y almacenan las emisiones de carbono (CAC). Prestaremos especial atención al desarrollo de los conocimientos y los elementos tecnológicos necesarios para el almacenamiento subterráneo en acuíferos salinos profundos. Exploraremos los procesos de captura y/o uso del carbono (por ejemplo, el almacenamiento de carbono sólido) en los que el dióxido de carbono se almacena en productos de larga duración, proceso conocido como secuestro mineral. Trataremos de crear sinergias con las energías renovables, y con la energía geotérmica en particular.

Por último, nos proponemos avanzar en el conocimiento y desarrollar metodologías y bloques tecnológicos para apoyar la posible conversión de las instalaciones de producción industrial de hidrocarburos (por ejemplo, los pozos existentes).

Nuestra labor de investigación y desarrollo para lograr este objetivo forma parte de una estrategia de apoyo a los operadores externos. Es, en parte, una continuación del trabajo realizado en los últimos años en el marco de los acuerdos de ANDRA o la implementación de bloques tecnológicos para el desarrollo de demostradores o pilotos industriales. Apoyaremos a los organismos gubernamentales (por ejemplo, en el ámbito del almacenamiento de residuos radiactivos) mediante la producción de conocimientos sobre el transporte reactivo y las metodologías para la superación de las barreras físicas y humanas para el confinamiento subterráneo.

Prioridades de investigación

• Modelización de procesos y evaluación de las barreras físicas para el almacenamiento subterráneo (por ejemplo, el transporte reactivo, la reactividad química y el comportamiento de las formaciones geológicas).
• Pruebas de laboratorio.
• Desarrollo de métodos para evaluar la eficacia de los emplazamientos de almacenamiento subterráneo.
• Métodos de prospección y seguimiento de instalaciones subterráneas.