Для нефтегазового и геотермального секторов существуют большие возможности для совместной работы по развитию геотермальной энергетики, так пишут Джозеф Шерер и Джон Мьюир в «Open Letter to the oil patch», опубликованном в блоге HeatBeat.
В статье в поддержку геотермальной энергии Союз заинтересованных ученых отметил, что количество доступной геотермальной энергии у «под нашими ногами» в 50 000 раз больше, чем общее количество ресурсов нефти и природного газа вместе взятых. Массачусетский технологический институт (MIT) опубликовал исследование под названием «Будущее геотермальной энергии», котором отмечается, что геотермальные ресурсы могут обеспечить энергией США на протяжении следующих 2000 лет, а «при развитии технологий количество полезной энергии возрастет в 10 раз».
Исследование MIT было опубликовано в 2006 году, и сегодня трудно переоценить значение благоприятного технологического развития геотермальной энергии.
Однако, как это ни парадоксально, глобальное использование геотермальной энергии в настоящее время значительно отстает от других источников энергии: геотермальная энергия составляет всего 1% от общего производства энергии. Непропорциональное использование этого распространенного, экологически чистого и базового источника энергии в значительной степени является результатом отсутствия технологий и опыта нефтегазовой промышленности, необходимой для освоения глубоких и горячих ресурсов. Только два процента глобальных геотермальных ресурсов могут быть доступны благодаря технологиям, используемым геотермальной промышленностью в настоящее время.
Небольшая и географически ограниченная геотермальная отрасль напоминает нефтегазовую индустрию начала 1900-х годов, где только небольшая часть ресурсов могла быть освоена с помощью существующих технологий, и только в тех районах, где были явные признаки нефти и газа на поверхности. Геотермальная энергетика на протяжении последнего столетия развивалась таким же образом. Гейзеры, пароотводы были разработаны там, где имелись поверхностные признаки геотермальной энергии, а ресурсы, которые не видны игнорировались.
Исследование, проведенное USGS, показало, что 70% мировых геотермальных ресурсов еще не открыто. И практически в любой точке мира, если пробурить достаточно глубоко, то можно обнаружить сверхкритические температуры.
При наличии таких больших ресурсов, доступных для удовлетворения быстро растущего в мире спроса на «чистую» и надежную энергию, можно было бы ожидать бурного развития геотермальной промышленности. Но происходит обратное. Геотермальная отрасль слишком мала и недостаточно капитализирована, чтобы преодолеть технические препятствия, которые не дают ей расшириться за пределы «узких границ и географических ограничений». Кроме того, масштаб бизнеса недостаточен для обоснования инвестиций в НИОКР, необходимых для перехода на следующий уровень. Многие бизнес-модели для крупнейших геотермальных игроков в мире предполагают дальнейшее освоение гидротермальных ресурсов в ограниченных географических регионах.
В этот момент может возникнуть вопрос - почему бы нефтегазовой отрасли не заняться этим пространством, если ресурсы настолько велики? Это простой бизнес-расчет.
До недавнего времени стоимость нефти и газа была высокой и нефтегазовые компании не «хотели привлекать лучших геофизиков, инженеров-нефтяников и ученых-геологов для решения проблем геотермальной энергетики». Стремясь к диверсификации, нефтегазовые компании продолжали инвестировать в традиционные возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветряная энергия, и нанимать новые опытные команды, а не отвлекать наиболее ценные человеческие ресурсы от основной деятельности.
Но картина кардинально изменилась за последние месяцы. Большинство МОК взяли на себя обязательства по обеспечению углеродного нейтралитета. Волна беспокойства по поводу климата охватила мировое общество, и движение за отказ от углеводорода получило «новый импульс». Цена на возобновляемые источники неуклонно снижается по мере получения правительственных субсидий, благоприятных условий регулирования и общественной поддержки. И, как следствие, резкое снижение спроса на нефть и газ в связи с COVID-19 оказало разрушительное воздействие на нефтегазовую отрасль.
Теперь, когда многие из очень ценных сотрудников: геофизиков, инженеров-нефтяников и геологов в нефтегазовой отрасли, стали более доступными для сотрудничества и можно «запустить Green Drilling Boom».
Производство геотермальной энергии - это глобальная возможность. Геотермальные ресурсы есть на всех континентах, включая Антарктику. Геотермальная энергия находится во всех точках земного шара. На глубине 10 км примерно в каждой точке на Земле достаточно тепла для выработки электроэнергии.
Нефтегазовая отрасль обладает опытом, технологиями, масштабами, ресурсами и квалифицированной рабочей силой, необходимой для переосмысления геотермальной промышленности и превращения ее в энергичного и существенного - если не доминирующего - участника глобального энергетического портфеля. На самом высоком уровне геотермальная отрасль и нефтегазовая отрасль по существу являются одним и тем же бизнесом.
Активное сотрудничество с нефтегазовыми компаниями имеет большое значение для разработки зарождающихся «масштабируемых» геотермальных технологий, которые позволят преодолеть проблемы, ограничивающие в настоящее время разработку геотермальных месторождений. Среди геотермальных технологий, где непосредственно применимы знания о нефти и газе, являются системы с замкнутым контуром. Система с замкнутым контуром представляет собой крупномасштабный подземный теплообменник, в котором циркулирует жидкость для перемещения тепла от недр к поверхности планеты. Замкнутая система устраняет необходимость в естественной проницаемости и больших объемах воды (как этого требуют системы с открытым резервуаром, такие как гидротермальные и EGS). Системы с замкнутым контуром требуют только высококачественного тепла.
Переход к геотермальным энергетическим системам с обратной связью требует передачи и совершенствования технологий по нескольким специальностям нефти и газа. Среди них:
- Стоимость бурения: бурение составляет более 50% стоимости скважины с замкнутым контуром. Снижение стоимости бурения глубоких скважин в горячих породах имеет решающее значение для конкурентоспособной выработки электроэнергии.
- Скважины большого диаметра: мощность обычно увеличивается с увеличением дебита, поэтому геотермальные скважины требуют большего диаметра, чем большинство нефтяных и газовых скважин. Большой интерес представляют работы, выполняемые в промышленности при скважинах с монодиаметрами и расширяемыми трубками.
- Усовершенствованные методы: необходимо точно и надежно соединить трубы, пробуренные в разных направлениях при высоких температурах.
- Измерение в процессе бурения: требуются термостойкие инструменты MWD, позволяющие выполнять «замкнутые системы» на глубине и при высоких температурах.
- Долговечность: обсадные трубы, цементы и соединения скважин должны сохранять свою целостность в течение длительных геотермальных проектных циклов, составляющих более 30 лет, несмотря на высокую температуру и давление, которые могут изменяться с течением времени.
- Все HPHT: все отраслевое обучение в этом пространстве окажет непосредственное влияние на геотермальный контекст.
Некоторые убедительные концепции для изучения между геотермальной и углеводородной промышленностью:
1) Перераспределение горячих, но истощенных нефтяных и газовых скважин в геотермальные энергетические скважины. Этот подход также снижает или устраняет расходы и обязательства по ликвидации скважин;
2) Стабильность портфеля, предсказуемый денежный поток и изоляция от циклов «подъемов и спадов» углеводородов, глобальная геополитика при одновременном использовании основных отраслевых компетенций - разведки, бурения и добычи;
3) превосходные экологические характеристики закрытых геотермальных проектов (отсутствие визуального ущерба и значительных следов развития солнечной и ветровой энергетики в промышленных масштабах, а также отсутствие сброса подземных вод, сейсмического риска и поверхностных выбросов, связанных с ПХГ) обеспечили бы прямой и быстро реализуемый путь к углеродной нейтральности.
Новые приложения для геотермальной энергии постоянно развиваются и включают в себя:
1) добычу стратегических минералов, таких как литий;
2) нулевое производство углерода, «зеленый» водород и опреснение воды;
3) накопление энергии для стабильности сети;
4) прямое отопление городских районов;
5) обеспечение теплом высокотемпературных производственных процессов.