Минимизация рисков при разработке геотермальных месторождений на примере Нидерландов.
Буровая установка в Нидерландах.
В статье Фрэнк Шуф (Frank Schoof) из Platform Geothermie (Нидерланды) рассматриваются проблемы безопасности при разработке геотермальных месторождений и способы их решений.
Как безопасно извлекать тепло из земли - ключевой вопрос статьи, написанной для голландского издания Gawalo. Во время бурения геотермальных скважин «на поверхность могут выходить» нефть или газ, а в некоторых местах возрастает риск землетрясений, следовательно, этот метод требует тщательного соблюдения правил безопасности.
Геотермальный проект Калифорнии Липциг Джилен (CLG) в муниципалитете Хорст-ан-де-Маас близ Венло [в Нидерландах] в настоящее время остановлен по распоряжению Государственной инспекции шахт (SSM) в июле 2019 года. Для безопасного извлечения геотермальной энергии было недостаточно научных данных о подземной обстановке. Компания CLG планировала извлекать тепло из «водоносных горизонтов, известняка и песчаника на глубине от 1600 до 2600 метров».
Проект был остановлен почти на год после небольшого землетрясения 25 августа 2018 года. Через месяц, 3 сентября, произошло еще одно землетрясение, на этот раз более мощное, с магнитудой 1,7 по шкале Рихтера. С июня 2017 года CLG получила разрешение на производство геотермальной энергии при условии, что работы прекратятся, если в районе начнутся подземные толчки.
Геотермальная энергия и землетрясения.
Это не первый случай, когда связь между землетрясениями и добычей геотермальной была энергии установлена. В ноябре 2017 года обширный проект геотермального тепла WarmteStad в Гронингене был остановлен после рекомендации SSM. Без геотермального тепла осталось 12 000 домов.
Модели недр.
«Несколько районов в Нидерландах сейсмически активны», - объясняет Фрэнк Шуф из Геотермальной энергетической платформы. «Это не значит, что обязательно будет землетрясение, но требуется осторожность. В Лимбурге существует определенный риск, что «недра находятся в напряжении». Это означает, что необходимо сделать модели подземных слоев земли, чтобы узнать, где есть возможность извлекать геотермальное тепло», - заключает Шуф.
Безопасная геотермальная энергия.
Другим аспектом безопасности является то, что в геотермальных установках перекачиваемая вода может вытекать и загрязнять почву на большей глубине. Действительно ли можно безопасно геотермальное тепло? «Использование геотермальной энергии, безусловно, возможно при соблюдении правил техники безопасности», - объясняет Роберт Моут из SSM. «Загрязнение может произойти в случае утечки, а также при загрязнении закачиваемой воды. Именно для этого существуют правила, прилагаемые к утвержденному плану добычи, и SSM контролирует это».
Выбросы газа при добыче геотермальной энергии.
По мнению Шуфа, в этом контексте важно проводить различие между рисками и инцидентами. Например, возможность выделение газа при добыче геотермальной энергии. «Это не риск, потому что это заранее учитывается. Поэтому разрабатываются установки с такими же мерами безопасности, как и при бурении скважин для добычи природного газа. Скважины проверяются, с соблюдением аналогичных мер предосторожности. Другой подход мы видим и в проекте «Флорикультура» в Хемскерке, где геотермальная энергия добывается с глубины 2700-2900 метров, когда система предназначена для закачки образующегося газа обратно в глубокие слои под давлением. Мы считаем важным, чтобы геотермальные компании контролировали целостность скважин».
Утечка из геотермальных скважин.
Данные SSM показывают, что толщина стенок некоторых старых геотермальных скважин может быстро уменьшаться из-за коррозии, которая приводит к утечкам. По словам Моута, это серьезная, но решаемая проблема. «Важно проводить измерения и своевременно ремонтировать», - говорит Моут. Там, где это необходимо, SSM направляет компаниям инструкции о проведении ремонтных работ с установлением сроков. Мы считаем важным, чтобы геотермальные компании сами контролировали и измеряли целостность своих скважин. Теперь SSM посоветовал министру EZK включить положения об этом в разрешение на добычу геотермальной энергии».
Предотвращение утечек.
Компания Schoof также признает важность проектирования скважин таким образом, чтобы любая утечка могла быть обнаружена. «Есть несколько известных случаев, когда стенка скважины разрушена на большой глубине. Естественно, это немедленно ведет к прекращению производства», - говорит Шуф. «В конечном итоге компании пришлось пробурить новую скважину, что, конечно, было дорогостоящим делом».
По словам Schoof, сейчас большое внимание уделяется проектированию скважин, благодаря чему вероятность утечки минимальна. Это можно решить, сделав верхнюю часть скважины двустенной, чтобы между двумя стенками образовалось полое пространство. «Затем постоянно измерять давление в этом пустом пространстве», - объясняет Schoof. «Как только давление меняется, вы знаете, что у вас есть утечка, и вы можете принять меры. Кроме того, важно регулярно измерять толщину стенки более глубокой части скважины».
Радиоактивные частицы в воде.
Другая опасность заключается в том, что перекачиваемая вода может содержать легкие радиоактивные частицы. Эти частицы попадают в фильтры верхней части установки. Эти фильтры очень тонкие и удаляют плавающие частицы из воды, чтобы предотвратить засорение нагнетательной скважины. Частицы являются кумулятивными, поэтому необходимо регулярно менять фильтры и удалять образующиеся соединения.
Перекачиваемая вода может содержать радиоактивные частицы, однако, их количество очень ограничено. Если бы проблема была более серьезной, то в соответствии с Законом о ядерной энергии необходимо было бы получать соответствующее разрешение. Это также относится к фильтрам для воды, на которых могут накапливаться радиоактивные частицы. Если разрешение было выдано и правила должным образом соблюдены, вероятность распространения радиоактивности минимальна.