L’énergie géothermique, une source d’énergie renouvelable qui ne dépend ni du soleil ni du vent, est en train de faire l’objet d’une réévaluation approfondie. Malgré les défis à relever pour une adoption à grande échelle, des chercheurs se penchent sur une méthode abandonnée dans les années 80 : la géothermie en boucle fermée.
La géothermie en boucle fermée : une méthode revisitée
La géothermie en boucle fermée est une méthode qui utilise la roche chaude et sèche pour chauffer des fluides en circulation afin de générer de l’électricité ou de chauffer directement des bâtiments. Une équipe composée d’experts de plusieurs laboratoires nationaux a récemment terminé un effort de deux ans pour modéliser informatiquement les systèmes géothermiques en boucle fermée.
« Un des défis clés de la géothermie en boucle fermée est de construire un système capable d’extraire suffisamment de chaleur de la terre profonde pour être rentable« , a déclaré Mario Martinez, ingénieur mécanique et investigateur principal du projet au Sandia National Laboratories.
« Le sous-sol, la roche, devient plus chaud plus vous descendez, donc il est bénéfique d’aller en profondeur. Cette eau chaude peut être utilisée pour le chauffage urbain, donc vous pouvez l’utiliser pour chauffer des maisons et des bâtiments, ou vous pouvez l’utiliser pour générer de l’électricité. »
L’équipe de Sandia a étudié des profondeurs allant de 1 km à un peu plus de 5 kms, ainsi que la distance parcourue à cette profondeur, de 1 km à près de 19 kms. Ils ont étudié plusieurs facteurs, dont l’un consistait à faire circuler de l’eau ou du dioxyde de carbone supercritique, un gaz soumis à une pression telle qu’il se comporte davantage comme un liquide et peut absorber plus de chaleur.
Une collaboration inter-laboratoires pour une modélisation précise
Le Sandia a dirigé la modélisation informatique du système souterrain, tandis que le National Renewable Energy Laboratory a utilisé les résultats numériques pour estimer la viabilité économique du système à travers leur modèle de centrale électrique et économique.
Anastasia Bernat, une scientifique des données du PNNL, a intégré les modèles de Sandia et NREL dans un outil web publiquement disponible pour permettre aux développeurs de start-up et aux capitalistes de risque d’explorer la viabilité économique de diverses conceptions de systèmes géothermiques en boucle fermée.
L’Idaho National Laboratory a partagé des variables d’un système géothermique prototype au laboratoire et a étudié diverses améliorations possibles des systèmes géothermiques en boucle fermée pour améliorer leur viabilité économique.
Les chercheurs ont partagé leurs résultats sous forme d’un article publié récemment dans la revue scientifique Geothermics.
En synthèse
La géothermie en boucle fermée, une méthode abandonnée dans les années 80 pour son inefficacité, est en train d’être réévaluée par une équipe de chercheurs de plusieurs laboratoires nationaux. Malgré les défis à relever, notamment la nécessité d’extraire suffisamment de chaleur de la terre profonde pour être rentable, cette méthode offre une source d’énergie renouvelable qui ne dépend ni du soleil ni du vent.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que la géothermie en boucle fermée ?
La géothermie en boucle fermée est une méthode qui utilise la roche chaude et sèche pour chauffer des fluides en circulation afin de générer de l’électricité ou de chauffer directement des bâtiments.
Quels sont les défis de la géothermie en boucle fermée ?
Un des défis clés de la géothermie en boucle fermée est de construire un système capable d’extraire suffisamment de chaleur de la terre profonde pour être rentable.
Qui a dirigé la recherche sur la géothermie en boucle fermée ?
La recherche a été dirigée par une équipe de chercheurs de plusieurs laboratoires nationaux, dont le Sandia National Laboratories, le National Renewable Energy Laboratory, le Pacific Northwest National Laboratory et l’Idaho National Laboratory.
Où les résultats de la recherche ont-ils été publiés ?
Les résultats de la recherche ont été partagés sous forme d’un article publié dans la revue scientifique Geothermics.
Quel est l’avenir de la géothermie en boucle fermée ?
La recherche sur la géothermie en boucle fermée est en cours et les chercheurs continuent d’explorer des améliorations possibles pour améliorer la viabilité économique de cette méthode.
Principaux enseignements
| Enseignements |
|---|
| La géothermie en boucle fermée utilise la roche chaude et sèche pour chauffer des fluides en circulation. |
| Un des défis clés de la géothermie en boucle fermée est d’extraire suffisamment de chaleur de la terre profonde pour être rentable. |
| Une équipe de chercheurs de plusieurs laboratoires nationaux a mené la recherche sur la géothermie en boucle fermée. |
| Les résultats de la recherche ont été partagés sous forme d’un article publié dans la revue scientifique Geothermics. |
| Les chercheurs continuent d’explorer des améliorations possibles pour améliorer la viabilité économique de la géothermie en boucle fermée. |
| La géothermie en boucle fermée pourrait aider à atteindre l’objectif du DOE pour 2035 de réduire le coût de l’électricité à 45 $ par mégawattheure. |
| La géothermie en boucle fermée est une source d’énergie renouvelable qui ne dépend ni du soleil ni du vent. |
| La géothermie en boucle fermée est une méthode qui a été abandonnée dans les années 80 et qui est maintenant en train d’être réévaluée. |
| La recherche sur la géothermie en boucle fermée a été soutenue par le Bureau des technologies géothermiques du Département de l’énergie. |
| La géothermie en boucle fermée offre une nouvelle perspective sur l’utilisation de l’énergie renouvable. |
Références
Légende illustration principale : Des chercheurs des laboratoires nationaux Sandia ont utilisé des modèles informatiques de systèmes géothermiques en circuit fermé pour déterminer s’il s’agit de sources d’énergie renouvelable économiquement viables. Ils ont constaté que le coût du forage devrait diminuer de manière significative pour atteindre les objectifs de coût. Crédit : Illustration by Ray Johnson/Sandia National Laboratories
Article : « Numerical investigation of closed-loop geothermal systems in deep geothermal reservoirs » – DOI : 10.1016/j.geothermics.2023.102852
