Am stabilit astfel trei obiective științifice cheie pentru viitor, care ne sporesc eficiența internă și ne permit să răspundem la un peisaj în schimbare în sprijinul tranziției energetice.

Dezvoltarea mijloacelor de extragere a energiei termice din resursele geotermale pentru a genera căldură/frig fără emisii de dioxid de carbon și pentru a stoca căldură/frig în subsol

Acest obiectiv continuă activitatea desfășurată în ultimii 15 ani, în principal pentru a avansa cunoștințele și a dezvolta metode și procese în sprijinul sectorului de generare a căldurii și al industriei de cogenerare a energiei termice și electrice. Ne vom continua activitatea științifică privind energia geotermală și sistemele de stocare a căldurii, construind punți între specializări pentru a crea o adevărată expertiză comună în diferite intervale de temperatură, de la temperaturi foarte joase și joase (de exemplu, sisteme de încălzire urbană) până la generarea de căldură la temperaturi ridicate (de exemplu, căldură „industrială” și producerea combinată de căldură și energie electrică). Producția de energie electrică geotermală rămâne o activitate de nișă în Franța, desfășurată doar în teritoriile franceze de peste mări. Cu toate acestea, ea poate beneficia de cercetările efectuate în domeniul energiei geotermale de adâncime în Franța continentală.

Înmagazinarea subterană a căldurii/frigului în roci sau în acvifere, de exemplu, este un domeniu pe care BRGM l-a investigat în ultimii ani în intervale de temperatură joasă. Această prioritate de cercetare va trebui să evolueze în viitor pentru a acoperi stocarea sezonieră a energiei termice în masa de rocă, explorarea intervalelor de temperaturi ridicate și recuperarea căldurii reziduale.

În cele din urmă, pe termen mediu și lung, tehnologiile de generare și stocare a căldurii vor trebui să fie încorporate în sistemele energetice la diferite scări (de exemplu, clădiri, comunități și rețele de încălzire urbană), pentru a le face mai eficiente.

Priorități de cercetare

• Identificarea și înțelegerea principalelor mecanisme fizice și chimice.
• Modelarea fenomenelor cuplate.
• Testarea în laborator și pe platformă.
• Metode de dezvoltare, monitorizare și optimizare a exploatării în contextul rezervoarelor, puțurilor și siturilor de producere a căldurii.
• Metode de dezvoltare, monitorizare și optimizare a exploatării în contextul stocării energiei termice subterane în masivele de rocă și în acvifere.
• Soluții integrate de la caracterizarea formațiunii/situației subterane până la evaluarea potențialului său energetic, optimizarea sistemului energetic și estimarea costurilor și beneficiilor.

Stimarea și exploatarea potențialului subsolului la nivel regional și local pentru a face sistemele energetice mai eficiente din punct de vedere tehnic, de mediu și economic

Acest al doilea obiectiv se referă la comunități (de exemplu, districte urbane, orașe întregi sau regiuni) și se concentrează pe avansarea cunoștințelor și pe dezvoltarea de metode și procese pentru evaluarea potențialului comunităților din Franța continentală de a pune în aplicare sisteme de energie distribuită. Activitatea noastră de cercetare și dezvoltare variază de la înțelegerea și calificarea resurselor geotermale și a diferitelor sisteme de stocare subterană până la dezvoltarea de metode de evaluare a potențialului subsolului. Prin dezvoltarea unor metode de explorare și caracterizare a subsolului care pot fi puse în aplicare la diferite scări și în diferite contexte din Franța, ne putem asigura că acest potențial este exploatat în mod eficient. O atenție specială va fi acordată zonelor vulcanice din teritoriile de peste mări, care au potențial pentru producerea de energie geotermală, în conformitate cu tratamentul special al zonelor neinterconectate (insulele de peste mări ale Franței care nu sunt conectate la rețeaua continentală).

Exploatarea eficientă și responsabilă a potențialului subsolului necesită o abordare sistemică care să includă și suprafața. Ne vom concentra pe eficiența sistemelor propuse și pe modul în care aceasta poate fi îmbunătățită, asigurând în același timp că sistemele energetice de subsuprafață sunt viabile din punct de vedere economic și durabile din punct de vedere ecologic. Acest lucru implică identificarea și evaluarea riscurilor și a impactului potențial asupra mediului, inclusiv a factorilor determinanți tehnici, sociali și economici. Vom identifica soluțiile cele mai puțin costisitoare și vom calcula costurile susceptibile de a fi atinse într-un scenariu ideal.

Această cercetare este destinată să sprijine politicile publice. În timp ce o parte a activității urmează cercetărilor anterioare, aceasta va trebui să evolueze pentru a include abordări sistemice și cooperarea cu parteneri adecvați. Pe termen mediu, activitatea noastră urmărește să sprijine comunitățile locale și regionale, precum și viitorii actori în tranziția sistemelor energetice la diferite scări, și va fi realizată cu sprijinul rețelei noastre regionale.

Priorități de cercetare

• Strategii de explorare și caracterizare a siturilor de generare și stocare a căldurii.
• Metode de estimare a resurselor și a potențialului la scară locală și regională.
• Îmbunătățirea/optimizarea eficienței sistemelor energetice prin includerea resurselor subterane (de exemplu, abordarea sistemelor complexe).
• Evaluarea rolului subsolului alături de alte sisteme de stocare a energiei, inclusiv stocarea intersezonală în masa de rocă și beneficiile stocării subterane pentru rețeaua electrică.
• Abordări predictive ale comportamentului subsolului pentru a înțelege mai bine impactul asupra mediului și al omului al utilizării energiei geotermale în diferite scenarii normale și problematice de schimbare.
• Evaluarea sustenabilității de mediu, economice și sociale a sistemelor de stocare și generare a energiei care implică subsolul (aplicarea unei abordări a sistemelor dinamice complexe la un sistem constrâns).

Dezvoltarea stocării subterane pentru a sprijini tranziția către sisteme energetice mai durabile

Cel de-al treilea obiectiv urmărește să avanseze cunoștințele și să dezvolte metode, procese și opțiuni tehnologice pentru stocarea subterană, care ar putea contribui la tranziția către sisteme energetice mai durabile.

Sistemele energetice vor evolua pentru a include o gamă mai largă de vectori energetici (de exemplu, căldură, gaze neconvenționale, H2, O2 etc.), cu mai multe conexiuni între rețelele energetice. Trebuie să fim capabili să dezvoltăm know-how-ul tehnologic și elementele de bază pentru a aborda interacțiunile fizice și chimice dintre diferiți vectori și subsol, precum și comportamentul mediului natural în condițiile de stocare (de exemplu, H2 și aer comprimat). În viitor, va trebui să se dezvolte metodologii pentru integrarea diferitelor sisteme de stocare în vederea optimizării sistemelor cu vectori multipli (de exemplu, rețele cuplate de energie electrică/căldură/gaze).

Nutralitatea în materie de carbon necesită producerea de „emisii negative” pentru a compensa emisiile reziduale, în conformitate cu strategia națională cu emisii reduse de carbon. Emisiile negative sunt generate de puțuri care captează și stochează emisiile de carbon (CCS). Vom acorda o atenție deosebită dezvoltării cunoștințelor și a componentelor tehnologice necesare pentru stocarea subterană în acvifere saline adânci. Vom explora procesele de captare și/sau utilizare a carbonului (de exemplu, stocarea carbonului în stare solidă) în care dioxidul de carbon este stocat în produse cu o durată de viață lungă, un proces cunoscut sub numele de sechestrare minerală. Vom căuta să creăm sinergii cu energiile regenerabile și, în special, cu energia geotermală.

În cele din urmă, intenționăm să avansăm cunoștințele și să dezvoltăm metodologii și elemente tehnologice de bază pentru a sprijini conversia potențială a instalațiilor industriale de producție de hidrocarburi (de exemplu, puțuri existente).

Lucrările noastre de cercetare și dezvoltare pentru atingerea acestui obiectiv fac parte dintr-o strategie de sprijinire a operatorilor externi. Este, în parte, o continuare a activității întreprinse în ultimii ani în cadrul acordurilor ANDRA sau a punerii în aplicare a blocurilor tehnologice de bază pentru dezvoltarea de demonstratoare sau piloți industriali. Vom sprijini organismele guvernamentale (de exemplu, în domeniul depozitării deșeurilor radioactive) prin producerea de cunoștințe privind transportul reactiv și metodologiile de depășire a barierelor fizice și umane în calea izolării subterane.

Priorități de cercetare

• Modelarea proceselor și evaluarea barierelor fizice în calea depozitării subterane (de exemplu, transportul reactiv, reactivitatea chimică și comportamentul formațiunilor geologice).
• Testări de laborator.
• Dezvoltarea de metode de evaluare a eficienței siturilor de depozitare subterană.
• Metode de supraveghere și monitorizare a instalațiilor subterane.

.