Vi har därför fastställt tre viktiga vetenskapliga mål för framtiden, som ökar vår interna effektivitet och gör det möjligt för oss att reagera på ett föränderligt landskap för att stödja energiomställningen.

Utveckla metoder för att utvinna värmeenergi ur geotermiska resurser för att generera koldioxidfri värme/kyla och lagra värme/kyla i underjorden

Detta mål är en fortsättning på det arbete som har utförts under de senaste 15 åren, främst för att öka kunskapen och utveckla metoder och processer till stöd för sektorn för värmeproduktion och kraftvärmeindustrin. Vi kommer att fortsätta vårt vetenskapliga arbete med geotermisk energi och värmelagringssystem och bygga broar mellan specialiteter för att skapa verklig gemensam expertis inom olika temperaturområden, från mycket låg och låg temperatur (t.ex. fjärrvärmesystem) till värmeproduktion vid hög temperatur (t.ex. ”industriell” värme och kraftvärme). Produktionen av geotermisk el är fortfarande en nischverksamhet i Frankrike och bedrivs endast i de franska utomeuropeiska territorierna. Den kan dock dra nytta av den forskning som bedrivs inom djup geotermi på Frankrikes fastland.

Den underjordiska lagringen av värme/köld i t.ex. berg eller akviferer är ett område som BRGM har undersökt under de senaste åren inom låga temperaturområden. Denna forskningsprioritering kommer i framtiden att behöva utvecklas till att omfatta säsongsmässig termisk energilagring i bergmassor, utforskning av höga temperaturområden och återvinning av restvärme.

Slutligt, på medellång till lång sikt, kommer tekniker för värmeproduktion och lagring att behöva införlivas i energisystem i olika skalor (t.ex. byggnader, samhällen och fjärrvärmenät), för att göra dem effektivare.

Förskningsprioriteringar

• Identifiera och förstå de viktigaste fysikaliska och kemiska mekanismerna.
• Modellering av kopplade fenomen.
• Laboratorie- och plattformstester.
• Metoder för att utveckla, övervaka och optimera utnyttjandet i samband med reservoarer, brunnar och värmeproduktionsanläggningar.
• Metoder för att utveckla, övervaka och optimera utnyttjandet i samband med underjordisk termisk energilagring i bergmassor och akviferer.
• Integrerade lösningar, från att karaktärisera den underjordiska formationen/anläggningen till att bedöma dess energipotential, optimera energisystemet och beräkna kostnader och fördelar.

Askatta och utnyttja potentialen i underjorden på regional och lokal nivå för att göra energisystemen effektivare ur ett tekniskt, miljömässigt och ekonomiskt perspektiv

Detta andra mål gäller samhällen (t.ex. stadsdelar, hela städer eller regioner) och är inriktat på att öka kunskapen och utveckla metoder och processer för att utvärdera potentialen i samhällen på Frankrikes fastland för att genomföra distribuerade energisystem. Vårt forsknings- och utvecklingsarbete sträcker sig från att förstå och kvalificera geotermiska resurser och olika underjordiska lagringssystem till att utveckla metoder för att utvärdera potentialen i underjorden. Genom att utveckla metoder för att utforska och karakterisera underjorden som kan genomföras i olika skalor och i olika sammanhang i hela Frankrike kan vi se till att denna potential utnyttjas effektivt. Särskild uppmärksamhet kommer att ägnas åt vulkaniska områden i de utomeuropeiska territorierna, som har potential för geotermisk kraftproduktion, i linje med den särskilda behandlingen av icke sammankopplade zoner (Frankrikes utomeuropeiska öar som inte är anslutna till fastlandsnätet).

För att utnyttja potentialen i underjorden på ett effektivt och ansvarsfullt sätt krävs ett systematiskt tillvägagångssätt som även omfattar ytan. Vi kommer att fokusera på de föreslagna systemens effektivitet och hur den kan förbättras samtidigt som vi ser till att energisystemen under jordytan är ekonomiskt livskraftiga och miljömässigt hållbara. Detta inbegriper identifiering och bedömning av risker och potentiella miljökonsekvenser, inklusive tekniska, sociala och ekonomiska faktorer. Vi kommer att identifiera lösningar till lägsta kostnad och beräkna de kostnader som sannolikt kan uppnås i ett idealt scenario.

Denna forskning är avsedd att stödja den offentliga politiken. Även om en del av arbetet följer på tidigare forskning kommer det att behöva utvecklas för att inkludera systemiska tillvägagångssätt och samarbete med lämpliga partner. På medellång sikt syftar vårt arbete till att stödja lokala och regionala samhällen och framtida aktörer i övergången till energisystem i olika skalor, och det kommer att genomföras med stöd av vårt regionala nätverk.

Forskningsprioriteringar

• Strategier för att utforska och karakterisera platser för värmeproduktion och lagring.
• Metoder för att uppskatta resurser och potential på lokal och regional nivå.
• Förbättring/optimering av energisystemens effektivitet genom att inkludera underjordiska resurser (t.ex. komplexa system).
• Utvärdering av undergrundens roll tillsammans med andra system för energilagring, inklusive lagring mellan säsongerna i bergmassor och fördelarna med underjordisk lagring för elnätet.
• Prediktiva metoder för beteende i underjorden för att få en inblick i de miljömässiga och mänskliga konsekvenserna av att använda geotermisk energi i olika normala och problematiska förändringsscenarier.
• Bedömning av den miljömässiga, ekonomiska och sociala hållbarheten hos energilagrings- och energiproduktionssystem som inbegriper underjorden (tillämpning av en komplex dynamisk systemansats på ett begränsat system).

Utveckling av underjordisk lagring för att stödja övergången till mer hållbara energisystem

Det tredje målet syftar till att öka kunskapen och utveckla metoder, processer och teknikalternativ för underjordisk lagring, vilket skulle kunna bidra till övergången till mer hållbara energisystem.

Energisystemen kommer att utvecklas så att de omfattar ett bredare spektrum av energivektorer (t.ex. värme, okonventionella gaser, H2, O2, etc.), med fler kopplingar mellan energinäten. Vi måste kunna utveckla den tekniska kunskapen och byggstenarna för att ta itu med de fysiska och kemiska interaktionerna mellan olika vektorer och underjorden, och den naturliga miljöns beteende under lagringsförhållandena (t.ex. H2 och komprimerad luft). Metoder för integrering av olika lagringssystem måste utvecklas i framtiden i syfte att optimera system med flera vektorer (t.ex. kopplade el-, värme- och gasnät).

Koldioxidneutralitet kräver produktion av ”negativa utsläpp” för att kompensera för återstående utsläpp, i enlighet med den nationella strategin för låga koldioxidutsläpp. Negativa utsläpp genereras av sänkor som fångar och lagrar koldioxidutsläpp (CCS). Vi kommer att ägna särskild uppmärksamhet åt att utveckla den kunskap och de tekniska byggstenar som krävs för underjordisk lagring i djupa saltvattenakviferer. Vi kommer att utforska processer för avskiljning och/eller användning av koldioxid (t.ex. fast koldioxidlagring) där koldioxid lagras i produkter med lång livslängd, en process som kallas mineralisk sekvensering. Vi kommer att försöka skapa synergier med förnybar energi, särskilt geotermisk energi.

Sist avser vi att främja kunskapen och utveckla metoder och tekniska byggstenar för att stödja en potentiell omvandling av industriella anläggningar för produktion av kolväten (t.ex. befintliga brunnar).

Vårt forsknings- och utvecklingsarbete för att uppnå detta mål är en del av en strategi för att stödja externa operatörer. Det är delvis en fortsättning på det arbete som utförts under de senaste åren inom ramen för ANDRA-avtal eller genomförandet av tekniska byggstenar för utveckling av industriella demonstratorer eller piloter. Vi kommer att stödja statliga organ (t.ex. inom området för lagring av radioaktivt avfall) genom att producera kunskap om reaktiv transport och metoder för att övervinna fysiska och mänskliga hinder för inkapsling under jord.

Forskningsprioriteringar

• Processmodellering och bedömning av fysiska hinder för underjordisk lagring (t.ex. reaktiv transport, kemisk reaktivitet och beteende hos geologiska formationer).
• Laboratorietester.
• Utveckling av metoder för att utvärdera effektiviteten hos underjordiska lagringsplatser.
• Metoder för kartläggning och övervakning av underjordiska anläggningar.