Hoewel het een uitdaging is om de klimaatverandering te stoppen, het is absoluut noodzakelijk om het zo snel mogelijk te vertragen door de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. Maar hoe kunnen we voldoen aan de groeiende vraag naar energie en tegelijkertijd ons gebruik van vervuilende fossiele brandstoffen verminderen? Geothermische energie is een efficiënte, niet-vervuilende oplossing, maar in bepaalde gevallen moeten geothermische operaties met zorg worden behandeld. Om de krachtigste bronnen van beschikbare energie te bereiken, moet je diep in de lagen van de aardkorst boren om geothermische vloeistoffen met een hoge energie-inhoud te vinden (heet water en gas dat vrijkomt door magma). Nog, hoe dieper we boren, des te groter zijn de ondergrondse onbekenden die de stabiliteit van de aardkorst beheersen.

Het destabiliseren van het precaire evenwicht op diepte met geothermische putten kan geologische lagen reactiveren die aardbevingen veroorzaken. Onderzoekers van de Universiteit van Genève (UNIGE), Zwitserland, in samenwerking met de Universiteit van Florence en de National Research Council (CNR) in Italië, hebben de seismische activiteit bestudeerd die verband houdt met geothermische boringen op zoek naar superkritische vloeistoffen. Ze ontdekten dat het boren geen ongecontroleerde seismische activiteit veroorzaakte. Dit boren onder zulke kritieke omstandigheden suggereert dat de technologie op het punt staat praktische aardwarmte te bereiken, de weg vrijmaken voor nieuwe bronnen van niet-vervuilende warmte en elektriciteit. Alles over de resultaten lees je in de Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek .

De wetenschappelijke gemeenschap is het ermee eens dat CO ₂ de uitstoot moet tegen 2030 met 45% zijn gedaald en dat 70% van onze energie tegen 2050 hernieuwbaar moet zijn. Maar hoe kunnen deze doelstellingen worden bereikt? Geothermische energie, een hernieuwbare vorm van energie, is een deel van de oplossing. Een aantal landen, inclusief Zwitserland, maken al gebruik van geothermische energie om warmte te produceren uit ondiepe putten. tot 1, Op 500 meter diepte brengt dergelijke technologie normaal gesproken weinig risico met zich mee. "Om elektriciteit op te wekken, echter, we moeten dieper boren, wat zowel een technologische als een wetenschappelijke uitdaging is, " wijst Matteo Lupi aan, een professor in de afdeling Aardwetenschappen in de Faculteit Wetenschappen van UNIGE. In feite, dieper dan 1 boren 500 meter vereist speciale zorg omdat de onbekende factoren met betrekking tot de ondergrond toenemen. "Onder deze diepten, de stabiliteit van de boorlocatie wordt steeds moeilijker en slechte beslissingen kunnen een aardbeving veroorzaken."

Een eerste succes op Larderello-Travale in Italië?

Het geothermische veld Larderello in Toscane - 's werelds oudste - produceert momenteel 10% van 's werelds totale geothermische elektriciteitsvoorziening. We weten dat om ongeveer 3, 000 meter diepte, we bereiken een geologische laag gemarkeerd door een seismische reflector, waar wordt gedacht dat superkritische vloeistoffen kunnen worden gevonden. Superkritische vloeistoffen leveren een enorme hoeveelheid hernieuwbare energie op. De term superkritisch impliceert een ongedefinieerde fasetoestand - noch vloeibaar noch gasvormig - en kan bogen op een zeer krachtige energie-inhoud. "Ingenieurs proberen al sinds de jaren 70 om naar dit beroemde niveau te gaan op 3, 000 meter in Larderello maar ze zijn er nog steeds niet in geslaagd, " legt Riccardo Minetto uit, een onderzoeker in de afdeling Aardwetenschappen van UNIGE. "Bovendien, we weten nog steeds niet precies waar dit bed uit bestaat:is het een overgang tussen gesmolten en vast gesteente? Of bestaat het uit gekoeld graniet dat vloeistoffen vrijgeeft die op dit niveau vastzitten?" De technologie wordt steeds geavanceerder. Vanwege deze geothermische boringen op zoek naar superkritische omstandigheden is opnieuw geprobeerd in Larderello-Tavale. Het doel? enkele centimeters breed tot een diepte van 3, 000 meter om deze superkritische vloeistoffen af ​​te tappen. "Dit boren, dat deel uitmaakte van het Europese DESCRAMBLE-project, was uniek omdat het gericht was op de voorgestelde overgang tussen gesteenten in vaste en gesmolten toestand, ’ vervolgt professor Lupi.

Het team van Genève zette acht seismische stations op rond de put binnen een straal van acht kilometer om de impact van de boring op de seismische activiteit te meten. Naarmate het boren vorderde, de geofysici verzamelden de gegevens en analyseerden elke moeilijkheid die ze tegenkwamen. "Het goede nieuws is dat voor de allereerste keer, boren op zoek naar superkritische vloeistoffen veroorzaakte slechts minimale seismische storing, wat een prestatie was in dergelijke omstandigheden en een sterk teken van de technologische vooruitgang die is geboekt, " legt professor Lupi uit. Zijn team gebruikte de acht seismische stations om onderscheid te maken tussen de natuurlijke seismische activiteit en de zeer zwakke gebeurtenissen veroorzaakt door het boren. De drempel van 3, 000 meter, echter, werd niet bereikt. "De ingenieurs moesten ongeveer 250 meter van dit niveau stoppen als gevolg van de extreem hoge temperatuurstijging - meer dan 500 graden. Er is op dit punt nog ruimte voor technische vooruitgang, ' zegt Minetto.

Dit onderzoek geeft aan dat het superkritisch boren goed is verlopen en dat de techniek bijna onder de knie is. "Tot nu, iedereen die had geprobeerd een put onder superkritische omstandigheden te laten zinken, slaagde er niet in vanwege de hoge temperaturen, maar de resultaten hier zijn buitengewoon bemoedigend, " zegt professor Lupi. Zwitserland is zelf zeer actief in het promoten van geothermische energie. Deze hernieuwbare energiebron zou, indien verder ontwikkeld, een deel van de last van de waterkracht van het land delen, zonne- en windenergie. "Geothermische energie zou een van de belangrijkste energiebronnen van onze toekomst kunnen zijn, dus het is alleen maar goed om toekomstige investeringen te bevorderen om het verder en veilig te ontwikkelen, " concludeert de in Genève gevestigde onderzoeker.