CHLB ĐỨC – Hoạt động khoan nghiên cứu ở độ sâu khoảng 400 mét, một nhóm từ Section 4.3 “Geoenergy” (tạm dịch là “Địa nhiệt”) thuộc Trung tâm nghiên cứu khoa học Trái đất CHLB Đức GFZ (GFZ German Research Centre for Geosciences) nghiên cứu các lớp đá sa thạch của kỷ Jura tại khu vực Berlin – Adlershof, có phù hợp để xây dựng một nhà máy lưu trữ nhiệt dưới lòng đất hay không.

Lưu trữ nhiệt dưới lòng đất sẽ đóng góp quan trọng vào quá trình chuyển đổi nhiệt. Một lựa chọn cho việc này là lưu trữ nhiệt trong các tầng chứa nước (ATES – LAquifer Thermal Energy Storage), là các lớp đá thấm dẫn nước ngầm. Tại khu vực Berlin-Adlershof, Berliner Blockheizkraftwerks-Träger- und Betreibergesellschaft (BTB) đã lập kế hoạch xây dựng nhà máy lưu trữ nhiệt lớn nhất tại thủ đô nước Đức như một phần của dự án “Reallabor GeoSpeicher Berlin” – hợp tác với trung tâm GFZ và Đại học TU Dresden (Technische Universität Dresden).

Khoảng 85% nhiệt lượng đưa vào sẽ được thu hồi
Các tầng chứa nước ngầm được nhắm mục tiêu để lưu trữ nằm ở độ sâu khoảng 400 mét, nơi nhiệt độ khoảng 23 độ C. Nếu hoạt động khoan nghiên cứu do Thạc sĩ Stefan Kranz và Tiến sĩ Katrin Kieling từ Section 4.3 “Geoenergy” của trung tâm GFZ dẫn đầu và kết quả thu được có triển vọng, thì kế hoạch là đưa nước có nhiệt độ 90 độ C vào hệ thống vào những tháng mùa hè. Lượng nước này sẽ đến từ nhiệt lượng dư thừa của một nhà máy điện đốt gỗ sử dụng gỗ thải để tạo ra năng lượng. Vào mùa đông, nước nóng sau đó sẽ được bơm trở lại và đưa vào mạng lưới sưởi ấm của khu vực hiện tại. Các mô hình cho thấy rằng khoảng 85% nhiệt lượng được đưa vào có thể thu hồi.

Tiết kiệm tiềm năng: khoảng 10.000 tấn CO2 mỗi năm
Cơ sở lưu trữ tầng chứa nước ngầm được lên kế hoạch nhằm góp phần vào quá trình khử carbon của hệ thống sưởi ấm khu vực đông nam thủ đô Berlin, vì nó có thể thay thế một phần tư lượng nhiệt hiện vẫn đến từ nhà máy sưởi đốt than Berlin-Schöneweide vào mùa đông bằng năng lượng tái tạo. Điều này sẽ tiết kiệm khoảng 10.000 tấn CO2 mỗi năm.

Công việc khoan được triển khai
Công việc khoan thực tế đã diễn ra từ ngày 29/7 đến ngày 02/8/2024 như một phần của dự án PUSH-IT do Liên minh châu Âu (EU) tài trợ. Sử dụng phương pháp khoan định hướng, một đường nhánh được khoan từ một giếng, tức là một nhánh dẫn ra khỏi giếng ban đầu theo một độ dốc nhẹ. Vì mục đích này, các nhân viên của công ty khoan theo hợp đồng Anger’s Söhne Bohr- und Brunnenbaugesellschaft đã làm việc cùng với các nhà nghiên cứu của trung tâm GFZ theo ca 24 giờ. Để có được thông tin liên tục về phân bố kích thước hạt trong đá, thành phần hóa học và khoáng vật từ phần khoan giữa 211 và 410 mét, một mẫu mùn khoan đã được lấy và kiểm tra cho mỗi mét khoan. Trong một số trường hợp, các mẫu có thể được nhà khoa học địa chất M.Sc. Lioba Virchow, là tiến sĩ tại trung tâm GFZ, xác định đặc điểm trực tiếp tại chỗ bằng cách sử dụng phân tích huỳnh quang tia X di động.

Phân tích đá sâu
Sau khi hoàn thành công tác khoan, việc đo địa vật lý lỗ khoan đã được thực hiện để xác định thêm đặc điểm của đá chứa. Sau đó, giếng được hoàn thành: giếng đã được bao bọc, với lớp bao bọc trong khu vực lớp chứa tiềm năng – ở độ sâu từ 371 đến 389 mét – được thiết kế như một bộ lọc cho đá. Ngoài ra, cáp quang đã được lắp dọc theo toàn bộ chiều dài của lớp bao bọc và khu vực bộ lọc. Công ty GFZ spin-off FOMON và Section 2.2 của trung tâm GFZ – Geophysical Imaging of the Subsurface – đã tham gia vào việc này. Cáp quang cho phép theo dõi liên tục nhiệt độ dọc theo lỗ khoan ở các khoảng cách nửa mét, cũng như đo các tín hiệu âm thanh và phép đo biến dạng, có thể cung cấp thông tin về những thay đổi cơ học trong lớp bao bọc và xi măng hóa. Công trình này đã hoàn thành vào tháng 9/2024. Trong giai đoạn hiện tại, các thử nghiệm đang được tiến hành, để xác định cách nước có thể được bơm từ lớp chứa, và sau đó là cách nước có thể được đưa vào. Để làm được điều này, bùn khoan được tạo ra trong quá trình khoan trước tiên được loại bỏ bằng cách bơm nước trong, và nước thành tạo đầu tiên được bơm ra khỏi lớp chứa và lấy mẫu. Việc tăng dần tốc độ bơm và thời gian nghỉ sau đó cung cấp thông tin về năng suất và hoạt động thủy lực của giếng.

Kết luận tạm thời
Tiến sĩ Guido Blöcher, nhà thủy văn địa chất và là người đứng đầu nhóm làm việc “Sustainable Production Technologies” (tạm dịch là ‘Công nghệ sản xuất bền vững’) trong bộ phận Geoenergy của trung tâm GFZ, đã tóm tắt rằng: “Chúng tôi đã xác định được chỉ số năng suất đầy triển vọng là hơn một lít trên một thanh và giây, điều này cho thấy có thể đạt được tốc độ sản xuất tốt với đá sa thạch. Điều này đặc biệt quan trọng đối với việc lưu trữ nhiệt ở quy mô lớn”. Và Thạc sĩ Stefan Kranz, người đứng đầu nhóm làm việc ‘Geothermal Process Engineering and System Integration’ (tạm dịch là ‘Kỹ thuật quy trình địa nhiệt và tích hợp hệ thống’) thuộc bộ phận ‘Geoenergy’ của trung tâm GFZ, chia sẻ: “Việc hoàn thành giếng nghiên cứu cho phép tiến hành thêm các thử nghiệm nhằm mô tả hoạt động lưu trữ của đá sa thạch Hettang. Là một phần của dự án PUSH-IT, chúng tôi sẽ tiến hành điều tra về hoạt động nhiệt và thủy lực của đá lưu trữ, đồng thời xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ đến các quá trình địa hóa và vi sinh vật”. Sau đó, các kết quả sẽ được đưa vào việc triển khai hệ thống lưu trữ nhiệt của khu vực BTB.

Để xem các tin bài khác về “Lưu trữ nhiệt”, vui lòng nhấn vào đây.

 

Nguồn: Hannover Messe

Lưu ý: 

Để xem và khai thác hiệu quả nội dung của video clip nói trên (từ YouTube/ một dịch vụ của Google), Quý vị có thể thực hiện các bước sau:
1. Nếu tốc độ internet nhanh, có thể mở chế độ xem toàn màn hình bằng cách nhấn vào khung [ ] tại góc phải (phía dưới góc phải của video)
2. Chọn chế độ hình ảnh tốt nhất của đoạn video, hãy click vào hình bánh xe răng cưa và chọn chất lượng cao hơn (hoặc HD) theo ý muốn
3. Để hiển thị nội dung phụ đề, nhấn vào nút biểu tượng phụ đề [cc]. Một số video không có chức năng này sẽ không có biểu tượng phụ đề.
4. Quý vị có thể nghe hiểu tiếng Anh và có nhu cầu chia sẻ thông tin đến cộng đồng, hãy hỗ trợ techMAG biên dịch nội dung video và gửi cho chúng tôi để có cơ hội đăng thông tin lên technologyMag.net