Estabelecemos assim três objectivos científicos fundamentais para o futuro, que aumentam a nossa eficiência interna e nos permitem responder a uma paisagem em mudança em apoio à transição energética.

Desenvolver os meios de extracção de energia térmica dos recursos geotérmicos para gerar calor/frio sem carbono e armazenar calor/frio no subsolo

Este objectivo continua o trabalho realizado ao longo dos últimos 15 anos principalmente para avançar no conhecimento e desenvolver métodos e processos de apoio ao sector de geração de calor e à indústria de produção combinada de calor e electricidade. Prosseguiremos o nosso trabalho científico sobre energia geotérmica e sistemas de armazenamento de calor, construindo pontes entre as especialidades para criar uma genuína experiência partilhada em diferentes gamas de temperatura, desde a muito baixa e baixa temperatura (por exemplo, sistemas de aquecimento distrital) até à geração de calor a alta temperatura (por exemplo, calor “industrial” e calor e energia combinados). A produção de electricidade geotérmica continua a ser uma actividade de nicho em França, realizada apenas nos territórios ultramarinos franceses. Pode beneficiar, no entanto, das pesquisas realizadas em energia geotérmica profunda na França continental.

O armazenamento subterrâneo de calor/frio em rochas ou aquíferos, por exemplo, é uma área que o BRGM tem vindo a investigar nos últimos anos nas faixas de baixas temperaturas. Esta prioridade de investigação terá de evoluir no futuro para cobrir o armazenamento sazonal de energia térmica em massa rochosa, explorando faixas de altas temperaturas e recuperação de calor residual.

Até agora, a médio e longo prazo, as tecnologias de geração e armazenamento de calor terão de ser incorporadas em sistemas energéticos a diferentes escalas (por exemplo, edifícios, comunidades e redes de aquecimento urbano), para os tornar mais eficientes.

Prioridades de investigação

• Identificar e compreender os principais mecanismos físicos e químicos.
• Fenómenos de modelação acoplados.
• Testes laboratoriais e de plataformas.
• Métodos para desenvolver, monitorizar e optimizar a exploração no contexto de reservatórios, poços e locais de produção de calor.
• Métodos para desenvolver, monitorizar e optimizar a exploração no contexto do armazenamento subterrâneo de energia térmica em massa rochosa e aquíferos.
• Soluções integradas desde a caracterização da formação/localização subterrânea até à avaliação do seu potencial energético, optimizando o sistema energético e estimando custos e benefícios.

Estimar e explorar o potencial do subsolo a nível regional e local para tornar os sistemas energéticos mais eficientes do ponto de vista técnico, ambiental e económico

Este segundo objectivo diz respeito às comunidades (por exemplo, distritos urbanos, cidades inteiras ou regiões) e centra-se no avanço do conhecimento e no desenvolvimento de métodos e processos de avaliação do potencial das comunidades na França continental para a implementação de esquemas energéticos distribuídos. O nosso trabalho de investigação e desenvolvimento vai desde a compreensão e qualificação de recursos geotérmicos e diferentes sistemas de armazenamento subterrâneo até ao desenvolvimento de métodos de avaliação do potencial de subsuperfície. Ao desenvolver métodos para explorar e caracterizar o subsolo que podem ser implementados em diferentes escalas e em diferentes contextos em toda a França, podemos assegurar que este potencial é aproveitado de forma eficiente. Será dada especial atenção às áreas vulcânicas nos territórios ultramarinos, que têm potencial de geração de energia geotérmica, em linha com o tratamento especial das zonas não interconectadas (ilhas francesas ultramarinas não ligadas à rede continental).

Explorar o potencial subsuperficial de forma eficiente e responsável requer uma abordagem sistêmica que inclua a superfície. Vamos nos concentrar na eficiência dos sistemas propostos e na forma como ela pode ser melhorada, garantindo que os sistemas de energia subsuperficial sejam economicamente viáveis e ambientalmente sustentáveis. Isto envolve a identificação e avaliação de riscos e potenciais impactos ambientais, incluindo determinantes técnicos, sociais e econômicos. Identificaremos soluções de menor custo e calcularemos os custos que provavelmente serão alcançados em um cenário ideal.

Esta pesquisa tem como objetivo apoiar as políticas públicas. Embora parte do trabalho siga a investigação anterior, terá de evoluir para incluir abordagens sistémicas e cooperação com parceiros adequados. A médio prazo, nosso trabalho visa apoiar as comunidades locais e regionais e futuros atores na transição dos sistemas energéticos em diferentes escalas e será realizado com o apoio de nossa rede regional.

Prioridades de pesquisa

• Estratégias para explorar e caracterizar os locais de geração e armazenamento de calor.
• Métodos para estimar recursos e potencial à escala local e regional.
• Melhorar/optimizar a eficiência dos sistemas energéticos incluindo recursos subterrâneos (por exemplo, abordagem de sistemas complexos).
• Avaliar o papel do subsolo ao lado de outros sistemas de armazenamento de energia, incluindo o armazenamento intersazonal em massa rochosa e os benefícios do armazenamento subterrâneo para a rede elétrica.
• Abordagens preditivas do comportamento do subsolo para obter uma visão do impacto ambiental e humano do uso da energia geotérmica em diferentes cenários normais e problemáticos de mudança.
• Avaliar a sustentabilidade ambiental, econômica e social dos sistemas de armazenamento e geração de energia envolvendo o subsolo (aplicando uma abordagem de sistemas dinâmicos complexos a um sistema restrito).

Desenvolver o armazenamento subterrâneo para apoiar a transição para sistemas energéticos mais sustentáveis

O terceiro objectivo visa avançar no conhecimento e desenvolver métodos, processos e opções tecnológicas para o armazenamento subterrâneo, que poderiam contribuir para a transição para sistemas energéticos mais sustentáveis.

Os sistemas energéticos evoluirão para incluir uma gama mais ampla de vectores energéticos (por exemplo, calor, gás não convencional, H2, O2, etc.), com mais ligações entre redes energéticas. Devemos ser capazes de desenvolver o know-how tecnológico e os blocos de construção para abordar as interacções físicas e químicas entre os diferentes vectores e o subsolo, e o comportamento do ambiente natural sob as condições de armazenamento (por exemplo, H2, e ar comprimido). As metodologias para a integração de diferentes sistemas de armazenamento terão de ser desenvolvidas no futuro com vista à optimização de sistemas vectoriais múltiplos (por exemplo, redes acopladas de energia/calor/gás).

A neutralidade de carbono requer a produção de “emissões negativas” para compensar as emissões residuais, de acordo com a estratégia nacional de baixo teor de carbono. Emissões negativas são geradas por sumidouros que capturam e armazenam emissões de carbono (CAC). Daremos particular atenção ao desenvolvimento do conhecimento e dos blocos de construção tecnológica necessários para o armazenamento subterrâneo em aquíferos salinos profundos. Vamos explorar processos de captura e/ou uso de carbono (por exemplo, armazenamento de carbono sólido) nos quais o dióxido de carbono é armazenado em produtos com uma longa vida útil, um processo conhecido como seqüestro mineral. Procuraremos criar sinergias com as energias renováveis e a energia geotérmica em particular.

Por último, pretendemos avançar no conhecimento e desenvolver metodologias e blocos de construção tecnológica para apoiar a potencial conversão de instalações de produção industrial de hidrocarbonetos (por exemplo, poços existentes).

O nosso trabalho de investigação e desenvolvimento para atingir este objectivo faz parte de uma estratégia de apoio a operadores externos. É em parte uma continuação do trabalho realizado nos últimos anos no âmbito dos acordos ANDRA ou a implementação de blocos de construção tecnológica para o desenvolvimento de demonstradores ou pilotos industriais. Apoiaremos órgãos governamentais (por exemplo, no campo do armazenamento de resíduos radioativos), produzindo conhecimentos sobre transporte reativo e metodologias para superar barreiras físicas e humanas à contenção subterrânea.

Prioridades de pesquisa

• Modelagem de processos e avaliação de barreiras físicas ao armazenamento subterrâneo (por exemplo, transporte reativo, reatividade química e comportamento de formações geológicas).
• Testes laboratoriais.
• Desenvolvimento de métodos para avaliar a eficiência de locais de armazenamento subterrâneo.
• Métodos para levantamento e monitoramento de instalações subterrâneas.