İsviçre Sismoloji Servisi ve ETH Zürih, jeotermal enerjiyi daha güvenli hale getirmeyi amaçlıyor
İsviçre Sismoloji Servisi ve ETH Zürih yeni yazılım ve süper bilgisayarların hesaplama gücünü kullanarak jeotermal gelişimi daha güvenli hale getirmek için çalışıyor.
İsviçre Sismoloji (Deprem) Servisi ve ETH Zürih jeotermal enerjiyi, yeni yazılımlar ve süper bilgisayarların hesaplama gücünü kullanarak daha güvenli hale getirmek istiyor. Çalışmaya yönelik ilk jeotermal testler İzlanda’da gerçekleştirildi, detay testlere Bedretto laboratuvarında devam edildi.
Volkanik aktiviteye sahip alanlarda, jeotermal santralleri çalıştırma koşulları idealdir. İzlanda’da, Hellisheidi enerji santrali sürdürülebilir enerji kullanımına önemli bir katkıda bulunmaktadır.
Derin jeotermal enerji hala yüksek bir potansiyele sahiptir. 2050 enerji stratejisinin temeli budur. Yerkabuğunun fay bölgeleri boyunca volkanik olarak aktif alanlarda tükenmez enerji kaynağına erişimde nispeten daha çaba sarf edilebilirken, diğer bölgelerde erişim genellikle çok daha zor ve risklidir. Örneğin İsviçre, karmaşık jeolojik yapısı nedeni ile, sürdürülebilir enerji üretimi için zorlu bir bölgede bulunmaktadır.
Kayaçların geçirgenliğini arttırmak
İsviçre’de sıcak toprak katmanlarına ulaşmak için dört ila beş kilometre derinliğinde sondaj yapmanız gerekir. Ekonomik olarak kullanılabilir bir akışkan döngüsü için gerekli olan 160 ila 180 santigrat derece arasındaki sıcaklıklara ancak bu derinlikte ulaşılabilir. Öte yandan, bu derinliklerde düşük geçirgenlik sorunu ile karşılaşılmaktadır. ETH Zürih Jeokimya ve Petroloji Enstitüsü profesörü Thomas Driesner, “En az 10 milidarcy bir geçirgenliğe ihtiyacımız var, ancak genellikle bu değerin binde birini dört ila beş kilometre derinlikte bulabilirsiniz” diyor.
Geçirgenliği arttırmak için, su “çatlatma” olarak adlandırılan bir işlem ile yer altına pompalanır. Sürtünmeye karşı hareket eden su, kırık yüzeyleri birbirine doğru kaydırarak, gerilimi azaltır. Bu hidrolik stimülasyon, kayadaki kırıkları genişletir, böylece akışkan sıcak kaya ortamında dolaşabilir. Yerkabuğundaki kırıklar, İsviçre’de kuzeye doğru hareket eden ve Avrasya plakasına baskı yapan Adriyatik plakasının neden olduğu tektonik gerilimlerden kaynaklanır.
Jeotermal enerjiye ek olarak, “Gelişmiş Trafik Işık Sistemi” yeraltı inşaatlarında veya karbondioksit depolanması için inşaat projelerinde de kullanılabilir.
Su enjeksiyonu nedeniyle deprem
Bu tür hidrolik stimülasyonların dezavantajı, genellikle çok zayıf olan veya ölçüm cihazları olmadan algılanamayan titreşimlerdir. Gallen 2013 ve Basel 2016’daki jeotermal projelerde durum böyle değildi. Basel’deki sondajda kuyuya toplam 11.000 metreküp su pompalanarak baskının yükselmesine neden olundu. İstatistiksel araştırmalar kullanılarak, 2.4 ve 2.9 büyüklükleri, oluşturulan depremlerin izin verilen maksimum büyüklüğü için iki sınır değer tanımlamıştır. Bunlara ulaşılırsa, su basım işlemi durdurulur.
Ancak Basel’de yüksek bir patlamadan sonra bir dizi titreşim ve zaman gecikmesi ile sakinleri şaşırtan daha güçlü depremler vardı. Her iki şehirde de, büyüklüğü 3’ten büyük depremler kaydedildi. O zamandan beri eşik değerlerine ulaşmanın su deşarjının durmasını belirlediği açıktır, ancak bu gerçek sondaj işlemi sırasında güvenliği garanti etmez.
Stimülasyon sırasında simülasyon
İsviçre Sismoloji Servisi SED ve ETH Zürih, bir sonraki adımda dikkate değer depremlerin beklenip beklenmediğini hidrolik bir stimülasyon sırasında gerçek zamanlı olarak tahmin etmek için kullanılabilecek yeni bir yaklaşım peşinde. Bu, analizi yüksek performanslı bir bilgisayarda gerçekleştiren ve SED tarafından geliştirilen bir yazılım olan ve kaya fiziğine dayanan “Gelişmiş Trafik Işığı Sistemi” ile mümkün olacaktır.
Jeofonlar, gözle görülür deprem olasılığı için gösterge işlevi gören sondaj çevresindeki zemin titreşimlerini ölçer. Süper bilgisayar daha sonra, beklenen kırık sayısı ve tipine, kayadaki sürtünme ve gerilimlere bağlı olarak milyonlarca olası senaryoyu inceler. Son olarak, yeraltını en iyi yansıtan senaryoyu filtreleyebilirsiniz.
Dağda ileri seviye testler
Bununla birlikte, araştırma yanlış ölçümlerin ortadan kaldırılması ve süper bilgisayardaki hesaplamalardan önce belirli bir veri formatına uyulması için gerekli olan herhangi bir gerçek test imkanından yoksun. İlk testler geçen yıl İzlanda’da gerçekleştirildi ve ardından yaz sonunda Bedretto jeotermal laboratuvarında takip edildi. Artık kaya katmanlarının geçirgenliğini arttırmak ile yeterli bir su temini arasında optimum bir yaklaşım bulunabilir.
Yeni yaklaşım jeotermal enerjiyi daha güvenli hale getirebilir ve sonuç olarak bu enerji kaynağının daha kabul edilebilir hale gelmesine yardımcı olabilir. Araştırmalar ayrıca yeraltı madenciliği veya yeraltı karbondioksit depolanması gibi yapay nedenli depremlerin meydana gelebileceği uygulama alanlarını da görüyor.
Kaynak: ThinkGeoEnergy