Wydarzenia

04.032020

Czy możemy zarządzać zagrożeniem sejsmicznym podczas eksperymentów niskoemisyjnych technologii energetycznych?

Podstawą polityki klimatyczno-energetycznej Unii Europejskiej jest redukcja emisji gazów cieplarnianych, zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii oraz podniesienie efektywności energetycznej.

Podziemne eksperymenty geo-energetyczne są tutaj niezbędnym elementem strategii zrównoważonego rozwoju społeczeństwa. Jednym z odnawialnych źródeł energii jest produkcja energii geotermalnej, czyli ciepła pozyskanego z Ziemi. Technologia ta, chociaż istotnie przyczyniająca się do redukcji emisji gazów cieplarnianych, może indukować wstrząsy sejsmiczne, a te mogą być niebezpieczne dla ludzi, infrastruktury i środowiska naturalnego. Kluczową informacją do oceny poziomu zagrożenia sejsmicznego i związanego z nimi ryzyka jest znajomość wytrzymałości skał i deformacji spowodowanych wstrzykiwaniem płynów w głąb Ziemi.

Badania wstrząsów sejsmicznych indukowanych zatłaczaniem płynów na polu geotermalnym The Geysers w USA, prowadzone przez prof. Beatę Orlecką-Sikorę i mgr. Szymona Cielestę z Instytutu Geofizyki PAN, wskazują, że iniekcje pod ciśnieniem prowadzą do pękania górotworu i generowania wstrząsów sejsmicznych zanim zostanie przekroczona wytrzymałość skały. Jest to tzw. pękanie podkrytyczne. Co więcej, okazuje się, że pękania tworzą sieci, których tempo wzrostu jest związane z szybkością wtłaczania płynów. Na podstawie tej zależności można ocenić potencjał ośrodka skalnego do generowania silnych wstrząsów sejsmicznych i oszacować spodziewaną wielkość takich wstrząsów. Wyniki tych badań mogą być zastosowane do zarządzania zagrożeniem sejsmicznym przy produkcji energii geotermalnej. Można bowiem dostosować harmonogram wtłaczania płynów do obserwowanego rozwoju sejsmiczności, aby ograniczyć występowanie większych wstrząsów sejsmicznych, groźnych dla ludzi i środowiska. Kontrolowanie sejsmiczności indukowanej wtłaczaniem płynów ma istotne znaczenie również dla społecznej akceptacji innowacyjnych projektów nowych technologii produkcji energii geotermalnej; zmniejsza także koszty ekonomiczne wdrożenia takich technologii dzięki ograniczeniu ryzyka negatywnego wpływu na społeczeństwo i środowisko.

Wyniki badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Scientific Reports z kolekcji Nature: www.nature.com/articles/s41598-020-60928-0

 

 

Prowadzone projekty