Energia geotermalna w Wielkiej Brytanii

Potencjał komercyjnego wykorzystania energii geotermalnej w Wielkiej Brytanii został początkowo zbadany przez Departament Energii w następstwie kryzysu naftowego z 1973 roku . Zidentyfikowano kilka regionów kraju, ale zainteresowanie ich rozwojem zostało utracone wraz ze ropy . Chociaż Wielka Brytania nie jest aktywnie wulkaniczna, duże zasoby ciepła są potencjalnie dostępne poprzez płytkie geotermalne gruntowe pompy ciepła , płytkie warstwy wodonośne i głębokie solankowe warstwy wodonośne w mezozoicznych basenach Wielkiej Brytanii. Energia geotermalna jest obfita pod Wielką Brytanią, chociaż obecnie nie jest łatwo dostępna, z wyjątkiem określonych lokalizacji.

Schemat energetyczny dystryktu Southampton

Historia

Starożytna legenda przypisuje wczesnym królom celtyckim odkrycie źródeł termalnych w łaźniach rzymskich w Aquae Sulis (nowoczesne miasto Bath ), które następnie popadły w ruinę w średniowieczu i zostały odkryte dopiero w XVIII wieku, wraz ze źródłami w Buxton w Peak District . [ potrzebne źródło ]

  Potencjał geotermalny Wielkiej Brytanii został zbadany w ramach programu finansowanego przez rząd Wielkiej Brytanii i Komisję Europejską, który trwał od 1977 do 1994 roku i obejmował eksperyment Hot Dry Rock wiercony w granicie Carnmenellis w Kornwalii. Projekt, który nigdy nie miał na celu wytwarzania energii elektrycznej, był eksperymentem mechaniki skał mającym na celu zbadanie hydraulicznej stymulacji sieci szczelin w temperaturach poniżej 100 ° C (212 ° F). Wywiercono trzy odwierty na całkowitą głębokość pionową 2,6 km (1,6 mili), gdzie temperatura w dnie otworu wynosiła około 100 °C. W 1994 roku projekt Hot Dry Rock został zamknięty, a wysiłki badawcze przeniesiono do Europejskiego Projektu Geotermalnego w Soultz-sous-Forêts .

Rozwój energii geotermalnej w Wielkiej Brytanii był ograniczony, częściowo ze względu na brak zasobów o wysokiej entalpii , ale także ze względu na dostępność tanich paliw kopalnych. Jednak gdy dokonuje się porównań z krajami o podobnej strukturze tektonicznej, jasne jest, że Wielka Brytania nie wykorzystuje w pełni tego potencjalnego zasobu. Brak rozwoju geotermalnego był w dużej mierze wynikiem dostępności gazu ziemnego z Morza Północnego w latach 80. i 90. XX wieku.

Zainteresowanie zasobami energii geotermalnej w Wielkiej Brytanii ponownie wzrosło w 2000 roku, jako potencjalny sposób rozwiązania niektórych „luk energetycznych” w Wielkiej Brytanii

Energia słoneczna (płytkiej geotermii).

  Istnieje coś, co może być błędnie nazywane energią geotermalną na płytkich głębokościach, ale technicznie jest to energia słoneczna; górne 10 do 15 m (33 do 49 stóp) gruntu jest ogrzewane przez promieniowanie słoneczne, a nie (z wyjątkiem rzadkich wyjątków) energię geotermalną. Działa to jako magazyn ciepła i może być wykorzystywane na wiele różnych sposobów. Ciepło to może być wykorzystane przez gruntowe pompy ciepła , które mogą znacznie obniżyć rachunki za ogrzewanie i zmniejszyć związany z tym ślad węglowy. Ciepło słoneczne jest kierowane w dół do ziemi. Na głębokości około 15 m na temperaturę gruntu nie mają wpływu sezonowe zmiany temperatury powietrza i zwykle pozostają stabilne przez cały rok na poziomie mniej więcej średniej rocznej temperatury powietrza (9 do 13 ° C (48 do 55 ° F) w Wielkiej Brytanii) . Dlatego grunt na tej głębokości jest chłodniejszy niż powietrze latem i cieplejszy niż powietrze zimą. Ta różnica temperatur jest wykorzystywana przez gruntowe pompy ciepła, które są wykorzystywane do ogrzewania i/lub chłodzenia domów i budynków biurowych.

Schematy oparte na warstwach wodonośnych

Wody gruntowe w piaskowcach permo-triasowych w Wielkiej Brytanii mogą potencjalnie stanowić nadające się do eksploatacji zasoby geotermalne na głębokości od 1 do 3 km (0,62 do 1,86 mili). Od 1979 r. głównymi obszarami zainteresowania są baseny East Yorkshire i Lincolnshire, Wessex, Worcester, Cheshire, West Lancashire, Carlisle oraz baseny w Irlandii Północnej. Ponadto niektóre z tych basenów znajdują się w obszarach o podwyższonym przepływie ciepła lub są pokryte warstwami o mniejszej przewodności cieplnej, co w efekcie zapewnia warstwę izolacyjną. W poniższej tabeli wymieniono główne zasoby geotermalnej warstwy wodonośnej Wielkiej Brytanii dla obszarów, w których temperatura jest wyższa niż 40 ° C, a przepuszczalność jest większa niż 10 Dm , z wyjątkiem wskazanych przypadków:

Nazwa warstwy wodonośnej/zlewni Formacja geologiczna

Zasoby geotermalne ( Exa - dżule )

Zidentyfikowany zasób (1) (exa-dżule) 		Głębokość (m)
East Yorkshire i Lincolnshire Piaskowiec Sherwood 99 6.7 ?
Podstawowe piaski permu 6.7 0,9 (2) ?
Wessex Piaskowiec Sherwood 22,9 3.2 (3) 1700 do 2200
Worcester Permo-trias (niezróżnicowany) 12 1.4 2500
Cheshire Piaskowiec Sherwood 16,9 2.1 4000
Perm, w tym trochę triasu 27,9 3.8 4000
Irlandia Północna Piaskowiec Sherwood 35,4 4.7 ?
(1) Zidentyfikowany zasób obliczony przy założeniu temperatury odprowadzania ciepła na końcu procesu wynoszącej 30 °C; bezpośrednie użycie płynu i ponowne wstrzyknięcie płynu po użyciu.



(2) Przepuszczalność ≥5 Dm (3) W części obszaru przepuszczalność 5 do 10 Dm Uwaga: 1 exa-dżul = 10 18 dżuli

System ciepłowniczy w Southampton

Główny artykuł: Schemat energetyczny dzielnicy Southampton

W latach 80. Departament Energii Wielkiej Brytanii podjął program badawczo-rozwojowy mający na celu zbadanie potencjału geotermalnych warstw wodonośnych w Wielkiej Brytanii. Jednak po pewnym początkowym sukcesie w wierceniu odwiertu w basenie Wessex w 1981 r. Uznano, że jest on zbyt mały, aby był opłacalny komercyjnie. Projekt został porzucony przez Departament Energii, ale Southampton odmówiła jego upadku i podjęła decyzję o stworzeniu pierwszego w Wielkiej Brytanii systemu energii geotermalnej . Zostało to podjęte w ramach planu, aby stać się „samowystarczalnym miastem” w zakresie wytwarzania energii , promowanego przez ówczesnego przewodniczącego rady miejskiej Alana Whiteheada . Program został ostatecznie opracowany we współpracy z francuską firmą COFELY District Energy, a następnie utworzono Southampton Geothermal Heating Company. Budowa rozpoczęła się w 1987 roku od studni do czerpania wody z warstwy wodonośnej basenu Wessex na głębokości 1800 m (5900 stóp) i temperaturze 76 ° C (169 ° F).

   System ogrzewa obecnie wiele budynków w centrum miasta , w tym Southampton Civic Centre , centrum handlowe WestQuay , Royal South Hants Hospital , Solent University i biura Carnival ; i jest częścią powiększonego ciepłowniczego w centrum miasta , który obejmuje inne połączone źródła ogrzewania, chłodzenia i zasilania . Od 2011 r. system ciepłowniczy i chłodniczy zapewnia rocznie 26 ° CGWh energii elektrycznej i ponad 40 ° CGWh ciepła. Solanka z odwiertu geotermalnego dostarczała 18% całkowitego miksu ciepłowniczego, resztę stanowił olej opałowy (10%) i gaz ziemny (70%). Energia elektryczna wytwarzana w ramach programu jest wykorzystywana przez stowarzyszone porty brytyjskie za pośrednictwem prywatnego połączenia elektrycznego z portem w Southampton , a wszelkie nadwyżki energii elektrycznej są sprzedawane z powrotem do sieci . [ nieudana weryfikacja ]

Stoke on Trent

  W 2014 r. Rada Miasta Stoke-on-Trent ogłosiła plany projektu wartego 52 miliony funtów, mającego na celu stworzenie sieci ciepłowniczej zasilanej energią geotermalną. Zapewni to ciepło, w postaci ciepłej wody, lokalnym odbiorcom. Prace rozpoczęły się w 2017 roku, a pierwsi klienci zostaną podłączeni na początku 2019 roku.

Inny

Innym obszarem o dużym potencjale dla energii geotermalnej jest Morze Północne , na szelfie kontynentalnym , gdzie skorupa ziemska jest cienka (mniej niż 10 km [6,2 mili]). Platformy morskie wydobywają węglowodory z tego regionu, ale co roku wydobycie spada o 5% i wkrótce dalsze wykorzystywanie tych platform do wydobywania paliw kopalnych będzie nieopłacalne . Alternatywnym zastosowaniem może być wytwarzanie energii geotermalnej. Prace na ten temat zostały podjęte w 1986 roku przez Total Energy Conservation and Management Co. Ltd. Opracowano dokument przeglądowy zatytułowany „System pozyskiwania energii geotermalnej z jednego odwiertu do wytwarzania energii elektrycznej”.

Schematy gorącego rocka

Elektrownia geotermalna Rosemanowes 1983

Średni gradient geotermalny w Wielkiej Brytanii wynosi 26 ° C, 47 ° F na kilometr (42 ° C, 76 ° F na milę) głębokości. W Wielkiej Brytanii nie ma głębokiej geotermii. Uważa się, że granitowe regiony południowo-zachodniej Anglii, Lake District i Weardale oraz wschodnie wyżyny Szkocji mają największe szanse na wytwarzanie energii. Oprócz wykorzystania ogrzewanych geotermalnie warstw wodonośnych, technologia geotermalna Hot-Dry-Rock może być wykorzystywana do podgrzewania wody pompowanej pod ziemię na ogrzewaną geotermalnie skałę. Począwszy od 1977 roku, próby technologii były podejmowane w kamieniołomie Rosemanowes , niedaleko Penryn , w Kornwalii .

Ogólnie uważa się, że projekty wykorzystujące tylko ciepło mają największy potencjał w Wielkiej Brytanii, ponieważ zasoby są bardziej rozpowszechnione i płytsze. Obejmuje to gorące warstwy wodonośne (tj. podziemne zbiorniki wodne) na północnym wschodzie, Wessex, Cheshire i Irlandii Północnej. [ wymagane wyjaśnienie ] Jedyna istniejąca geotermalna stacja wytwarzania ciepła w Wielkiej Brytanii (tylko ciepło) znajduje się w Southampton, gdzie odwiert o długości 1800 m (5900 stóp) wpada w krawędź warstwy wodonośnej pod Wessex i dostarcza ciepło do Southampton District Energy Scheme . Odwiert jest remontowany.

W 2008 roku złożono wniosek planistyczny dotyczący projektu gorących skał na terenie dawnej cementowni w Eastgate , niedaleko Stanhope w hrabstwie Durham . Elektrownia geotermalna będzie ogrzewać Eastgate Renewable Energy Village , pierwszą w Wielkiej Brytanii modelową wioskę wykorzystującą energię geotermalną . Jednak zostało to odłożone na półkę w 2010 roku.

  Rada Kornwalii wydała pozwolenie na budowę elektrowni geotermalnej na skalę komercyjną . Zakład zostanie zbudowany na terenie przemysłowym United Downs w pobliżu Redruth przez Geothermal Engineering. Elektrownia będzie produkować 3 MW energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Wiercenie na tym terenie rozpoczęło się w listopadzie 2018 roku.

  W grudniu 2010 roku projekt Eden w Kornwalii otrzymał pozwolenie na budowę elektrowni geotermalnej Hot Rock. Wiercenie planowano rozpocząć w 2011 r., Ale od maja 2018 r. Nadal poszukuje się funduszy. Zakład będzie znajdował się po północnej stronie Projektu Eden, wizytówką projektów środowiskowych w Bodelva, niedaleko St Austell. Powinna wyprodukować 3-4 MW energii elektrycznej na użytek Edenu z nadwyżką wystarczającą na około 3500 domów, przechodząc do National Grid.

Głęboka energia geotermalna w Wielkiej Brytanii

  Fundusz Deep Geothermal Challenge Departamentu Energii i Zmian Klimatu przekazał ponad 4,5 miliona funtów dotacji na wsparcie następujących projektów: Projekty energetyczne

  •   United Downs w pobliżu Redruth w Kornwalii - 1,475 miliona funtów w 2009 roku
  •   Projekt Eden w pobliżu St Austell w Kornwalii - 2,011 miliona funtów w 2009 roku
Stanowisko geotermalne Newcastle Science Central

Projekty tylko grzewcze

  • Centrum Southampton – 200 000 funtów w 2010 roku.
  • Eastgate w Weardale, hrabstwo Durham - 461 000 funtów w 2009 roku
  • Witryna Science Central, Newcastle City Center - 400 000 funtów w 2010 r

United Downs

     Na początku 2013 roku rząd wycofał wielomilionową dotację od Geothermal Engineering Ltd na projekt United Downs Deep Geothermal Power o wartości 50 milionów funtów , po tym, jak firmie nie udało się zapewnić niezbędnych dodatkowych inwestycji, aby spełnić warunki dotacji. Do 2016 r. firmie udało się zabezpieczyć finansowanie projektu w wysokości 30 mln funtów z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego , Rady Kornwalii i prywatnych inwestorów, finansując w ten sposób pierwszy komercyjny program energetyczny w Wielkiej Brytanii. W 2019 roku spółka zakończyła wiercenie dwóch odwiertów geotermalnych; odwiert produkcyjny do głębokości 5275 m (17306 stóp), a odwiert zatłaczający do 2393 m (7851 stóp). Gorąca woda osiąga 250 ° C (482 ° F) i może dostarczyć około 60 MW ciepła i 10 MW energii elektrycznej. W 2021 roku elektrownia ma zostać oddana do użytku.

Uniwersytet Newcastle

   Newcastle University Science Central Borehole Project, na głębokości 1800 m (5900 stóp), jest najgłębszym odwiertem geotermalnym wierconym od prawie 30 lat. zbudowany na dawnym browarze Tyne w mieście. Profil temperatury 3,9 ° C (7,0 ° F) na 100 m jest wyższy niż w Weardale. Projekt nie powiódł się, ponieważ natężenia przepływu gorącej wody z odwiertu nie były wystarczająco duże, aby nadawała się do eksploatacji, pozostawiając zabudowę do ogrzewania ze źródeł konwencjonalnych.

Potencjał

Raport dla Stowarzyszenia Energii Odnawialnej przygotowany przez konsultantów inżynieryjnych Sinclair Knight Merz w 2012 roku zawiera następujące kluczowe wnioski:

  • Zasoby te są szeroko rozpowszechnione w Wielkiej Brytanii, z „hotspotami” w Kornwalii, Weardale, Lake District, East Yorkshire, Lincolnshire, Cheshire, Worcester, Dorset, Hampshire, Irlandii Północnej i Szkocji;
  • Potencjał redukcji kosztów jest wyjątkowo wysoki;
  •   Głębokie zasoby geotermalne mogłyby dostarczyć 9,5 GW energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych w podstawowym obciążeniu – co odpowiada prawie dziewięciu elektrowniom jądrowym – co mogłoby generować 20% obecnego rocznego zużycia energii elektrycznej w Wielkiej Brytanii;
  •   Głębokie zasoby geotermalne mogłyby dostarczyć ponad 100 GW ciepła, co mogłoby dostarczyć wystarczającą ilość ciepła, aby zaspokoić zapotrzebowanie na ciepło w Wielkiej Brytanii;
  • Pomimo tego znacznego potencjału system wsparcia Wielkiej Brytanii jest niekonkurencyjny w stosunku do innych krajów europejskich.

Memorandum o porozumieniu z rządem islandzkim

W dniu 30 maja 2012 r. rząd Wielkiej Brytanii podpisał protokół ustaleń z rządem islandzkim dotyczący szeregu kwestii energetycznych, w tym wspierania rozwoju głębokiej energii geotermalnej w Wielkiej Brytanii.

  • Wymiana informacji na temat rozwoju sektora głębokiej geotermii w Wielkiej Brytanii, w tym w zakresie dostaw ciepła do sieci ciepłowniczych;
  • Zbadanie możliwości rozwoju elektroenergetycznych połączeń międzysystemowych między Islandią a Wielką Brytanią, w tym odpowiednich kwestii prawnych i regulacyjnych;

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Geothermal_power_in_the_United_Kingdom&oldid=1131798156 ”