国际地热周讯：瑞士新专利——多阶段地热增产概念

国

际

地

热

在瑞士苏黎世联邦理工学院的贝德雷托实验室中，Geo-Energie Suisse成功地在Gotthard地块的花岗岩中建立了一个可渗透的地热储层，这是该公司获得专利的多级地热增产概念的突破性技术证明。

地热能作为可再生的，与气候无关的能源，其潜力是无可争议的。地壳中的地热能源不产生任何二氧化碳排放，并提供恒定的热能，可用于发电或直接用作热源。此外，地热发电厂占地很小，对环境的影响可忽略不计。但是，目前要想在经济上将地热作为大规模的可再生能源使用，就必须克服一个中心挑战：如何是地热能源可靠且不受地域限制，例如冰岛，印度尼西亚或新西兰的地热热点。

在Werner Siemens Foundation的支持下，苏黎世联邦理工学院建立了新的研究基础架构来调查此类问题。苏黎世联邦理工学院在“贝德雷托地能地下实验室”中与国际合作伙伴密切合作，研究安全，高效和可持续利用地热的技术和程序。在DESTRESS，ZoDrEx和IASS的框架内，GES作为Bedretto实验室的外部合作伙伴进行了演示，展示了如何在地下精心制作热交换器的项目。并于最近宣布了一项针对深层地热的突破，它已成功获得该公司已申请专利的多级增产概念的技术证明。成功的示范活动于2020年末在提契诺州ETH苏黎世联邦理工学院的贝德勒托地下科学与地能实验室中进行。瑞士的Susse希望，圣哥德山地块的成就将为上索恩的试点项目提供新的动力以及整个瑞士的地热能发电和供热。

01

获得GES专利的多阶段刺激概念证明

2006年，瑞士试图通过一步一步创建具有垂直，敞开井眼的地热储层。但是，水力刺激引发了不可接受的地震。为响应安全储层开发的技术挑战，Geo-Energie Suisse AG开发了多阶段增产方案，并于2012年在瑞士申请了专利。该方案可在4层深度的结晶基底中形成可渗透储层。通过有针对性的注水可以使发电量达到5公里。为了使相关的地震风险最小化，水力刺激以分段和交错的步骤进行，沿水平钻孔产生一系列储层段，它们与水平偏斜的第二个钻孔连接。因此形成了一个大型地下热交换器，可用于在地热发电厂中发电和提取热量。瑞士的Geo-Energie公司现在能够在苏黎世联邦理工学院的贝德雷托实验室首次证明这种多阶段刺激概念在瑞士有效。

02

瑞士利用深层地热能的里程碑

“通过有针对性的刺激，我们成功地在圣哥达断层块的致密花岗岩中将渗透率提高了10到100倍，并成功测量和控制了裂缝发展所必需的微地震。”首席执行官Peter Meier博士解释并补充说，“我坚信，这一突破是通往瑞士第一座深层地热发电厂的关键里程碑。一方面，这是因为在两个钻孔之一中获得的渗透率对应于经济应用所需的透射率。另一方面，这很重要，与刺激相关的微震在里氏震级上产生的最大震级为-1.8兆瓦，比巴塞尔小约100万倍。GES在国家和国际合作伙伴的参与下，在示范和创新项目的框架内取得了成功。下一步是苏黎世联邦理工学院，EPFL和纳沙泰尔大学的科学评估。该评估将为未来在朱拉州上奥讷河畔的瑞士的Geo-Energie Suisse试点项目奠定基础。GES的另一个成功实现的中期目标是对与深层地热库的建设有关的安全性或更经济的新开发技术组件进行鉴定和确认。计划在2021年，2022年和2023年进行进一步的鉴定和验证工作。

03

国际合作是可靠性和创新发展的关键

作为工业合作伙伴，GES还将在美国FORGE犹他州测试中心（地热能研究前沿天文台）的贝德雷托实验室在高温范围内获得的结果进行验证。此处的重点在于使用地震传感器来控制感应的微地震并控制其开发-安全刺激深层地下的关键要素。这是为瑞士在汝拉州上特-索恩的第一个深层地热试点项目增加成功机会和安全性的又一步，并促进了瑞士深层地热能的利用。

04

为上索恩的试点项目带来了新的动力

到2020年6月，瑞士联邦能源局将上索恩深层地热项目的勘探拨款增加了三分之一。有了这笔赠款，联邦将支持上索恩项目的其他措施，这些措施将根据苏黎世联邦理工学院的瑞士地震局（SED）的建议，进一步降低破坏性地震的风险。在Bedretto实验室的示范项目框架内，成功测试了相应的仪器和方法，并证明了其有效性。瑞能瑞士人继续致力于逐步进行上索恩试点项目，并坚信贝德勒托实验室迄今获得的经验，犹他州的未来发现以及SFOE的额外支持将为位于上索恩的项目处于安全的最前沿。彼得·迈耶（Peter Meier）表示：“这些创新和成果将为瑞士的能源和气候政策以及整个新兴的地热工业服务”。

来源：Geo-Energie