energie superhot rock Glossaire

Le début de la sagesse est la définition des termes (attribué à Socrate, vers 400 avant notre ère).

Ce glossaire fournit un ensemble de termes fondamentaux sur les systèmes géothermiques et certains des éléments nécessaires à la réussite d'un projet géothermique. Il se concentre sur energie superhot rock, une forme d'énergie géothermique à haute température. L'objectif de ce glossaire est de fournir un document de référence rapide à une série d'acteurs de la géothermie et de rationaliser les définitions souvent incohérentes et peu claires des termes géothermiques utilisés dans la littérature publiée et les rapports techniques. Nous espérons que ce glossaire aidera l'industrie géothermique à communiquer plus clairement, tant en interne qu'en externe.

Les termes géothermiques de ce glossaire sont regroupés en sections. Dans chaque section, les termes sont énumérés dans l'ordre en fonction de leurs relations mutuelles. Les mots en italique sont définis ailleurs dans le glossaire.

Ce glossaire est un projet de l'équipe de energie superhot rock à Clean Air Task Force. Clean Air Task Force (CATF) est une organisation mondiale à but non lucratif qui œuvre à la protection contre les pires impacts du changement climatique en catalysant le développement et le déploiement rapides d'une énergie à faible teneur en carbone et d'autres technologies de protection du climat. Forte de 25 ans d'expertise internationalement reconnue en matière de politique climatique et d'une volonté farouche d'explorer toutes les solutions potentielles, CATF est un groupe de défense pragmatique et non idéologique qui propose les idées audacieuses nécessaires pour lutter contre le changement climatique. CATF a des bureaux à Boston, à Washington D.C. et à Bruxelles, et son personnel travaille virtuellement dans le monde entier.

CATFL'équipe energie superhot rock est un groupe de scientifiques, de praticiens de l'industrie et de visionnaires politiques qui se consacrent à la décarbonisation du secteur de l'énergie par le biais de energie superhot rock. Notre objectif est de parvenir à la démonstration et à la commercialisation de la SHR partout dans le monde, en offrant un accès abordable à la plus grande source d'énergie inexploitée de la planète. Pour en savoir plus, consultez le site catf.us/superhot-rock.

Crédits

Principaux contributeurs : Graham Banks, géoscientifique principal, Route to Reserves Consulting Inc ; Philip Ball, chef de l'innovation géothermique, Clean Air Task Force; chef de projet : Terra Rogers, energie superhot rock Directeur du programme, Clean Air Task Force

Autres contributeurs et réviseurs : Bruce Hill, Ann Garth, Jenna Hill, Clean Air Task Force; Prof Dornadula Chandrasekharam, Izmir Institute of Technology, Turkiye ; Bastien Poux, Aetna Geothermal Limited ; Dr. Amy Whitchurch, The Geological Society of London

©Clean Air Task Force, 114 State Street, Boston, MA 02108 USA - catf.us

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1. Termes relatifs à la chaleur interne de la Terre et à son utilisation

Énergie : capacité d 'effectuer un travail. L'énergie est mesurée en joules (J), en calories ou en British Thermal Units (BTU).

Densité énergétique : la quantité totale d d'énergie dans un système par unité de volume, par exemple les calories contenues dans un paquet de cacahuètes.

L'énergie géothermique L'énergie géothermique est un type d'énergie renouvelable renouvelables parce qu'elle a une densité énergétique plus élevée pour une zone de la surface de la Terre que l'énergie éolienne. empreinte d'autres sources d'énergie renouvelables renouvelables. Roches très chaudes zones géothermiques sont modélisées pour avoir une densité énergétique plus élevée que les zones géothermiques moins profondes. zones géothermiques moins profondes.

Thermique : adjectif relatif à chaleur ou à la température.

Énergie thermique : une catégorie d d'énergie qui est stockée/contenue dans un système et qui est responsable de sa température (Khan Academy, 2023). Il ne s'agit pas de la même chose que la chaleur.

Conductivité thermique : mesure de la capacité d'un matériau (fluides, roches et sols) à conduire ou à transférer la chaleur. Cette mesure est extrêmement importante pour la conception des puits géothermiques et des systèmes de stockage d'énergie souterrains (par exemple, Oliveira, 2021). La réciproque de la conductivité thermique est la résistivité thermique.

Chaleur : le flux d énergie thermique entre deux objets ou deux lieux (par exemple, de la roche à l'eau souterraine) en raison d'une différence de température entre eux (un gradient de température).

La chaleur peut être transformée en travail (UoC, 2023). Les systèmes géothermiques exploitent la chaleur naturelle de la Terre pour faire fonctionner des appareils qui chauffent (ou refroidissent) les bâtiments, pour générer de l'électricité, pour produire de la chaleur ou pour produire de l'énergie. d'électricitéou pour d'autres utilisations industrielles.

Géothermie : adjectif relatif à la la chaleur de la Terre.

L'énergie géothermique: l'énergie thermique à l'intérieur de la Terre. L'énergie géothermique est actuellement extraite de quelques mètres à quelques kilomètres sous la surface de la Terre, pour être utilisée comme source d'énergie pratique (modifié d'après UoB, 2023).

L'énergie géothermique est une source d'énergie propre et renouvelable. d'énergie tout au long du cycle quotidien de la demande d'électricité.

Gradient géothermique : le taux de changement de température avec l'augmentation de la profondeur dans la Terre.

En général, la température augmente de 25 à 30°C par kilomètre de profondeur (0,014 à 0,016°F par 100 pieds de profondeur) dans la majeure partie de la croûte terrestre supérieure (Fredleifsson et al., 2008). Certains contextes géologiques, comme les provinces ignées et les systèmes de rift présentent un gradient géothermique abrupt, ce qui permet aux réservoirs géothermiques à quelques kilomètres de profondeur d'être très chauds et à portée d'un puits. Le gradient géothermique est mesuré en °C par kilomètre ou en °F par 100 pieds.

Hydrothermique : adjectif relatif à l'eau chaude, à l'action de l'eau chaude ou aux produits de cette action (Mindat, 2023). Se référer à système hydrothermal et production d'énergie géothermique conventionnelle pour en savoir plus sur la production d'énergie hydrothermaux paramètres hydrothermaux dans les systèmes géothermiques géothermiques.

Densité thermique : la quantité totale de chaleur par unité de volume, par exemple les joules dans un mètre cube de roche.

Dotation en chaleur : la quantité et la qualité des ressources géothermiques géothermique dans une région géographique ou une profondeur donnée.

La dotation en chaleur peut être utilisée pour comparer et classer la "richesse" en chaleur naturelle de différentes régions. Les données d'évaluation comprennent la densité de chaleurla profondeur du réservoir, le type de zone géothermique et la technologie disponible.

Transfert de chaleur : le mouvement de chaleur d'une substance ou d'un matériau à un autre, par exemple à travers des roches, d'une roche à un fluide ou d'un fluide à une turbine.

Commercial systèmes hydrothermaux Les systèmes hydrothermaux commerciaux sont souvent situés là où le transfert de chaleur ou gradient géothermique est plus élevé que la moyenne de la croûte terrestre supérieure. Les principaux modes de transfert de chaleur dans les systèmes géothermiques sont les suivants géothermiques sont l'advection, la conduction et la convection . Le transfert de chaleur est également une branche de l'ingénierie qui concerne la production, l'utilisation, la conversion et l'échange de l'énergie thermique entre des systèmes physiques.

Flux de chaleur: transfert de chaleur Il s'agit d'un flux d'énergie par zone et par période, par exemple les joules d'énergie par seconde et par mètre carré. Les synonymes comprennent flux thermique, chaleur densité de flux de chaleur, chaleur densité du flux de chaleur, et chaleur l'intensité du débit de chaleur, bien que le terme "flux de chaleur" ne soit pas nécessaire car le terme "flux" est incorporé dans le mot "chaleur". chaleur.

Conduction [géothermie]: transfert de chaleur à travers des roches ou des fluides qui sont en contact, mais pas en mouvement.

La conduction est le type de transfert de chaleur le plus courant. transfert de chaleur sur Terre, d'une région à température élevée vers une région à température plus basse (par exemple, la surface de la Terre). Il s'agit d'un mécanisme de transfert de chaleur moins efficace que la convection pour la géothermie géothermiques. Les systèmes pétrothermiques ont un transfert de chaleur transfert de chaleur jusqu'à ce qu'ils soient conçus pour augmenter leur transfert de chaleur par convection. Les circuits géothermiques fermés s'appuient sur la chaleur de la roche dans le tuyau qui contient le fluide de travail souterrain.

Advection [géothermique] : rapide transfert de chaleur de chaleur par des fluides magmatiques ou hydriques (Allen et Allen, 2013).

Le transfert de chaleur par advection est contrôlé par la vitesse d'écoulement du fluide, par exemple à travers roche perméable d'une région à température élevée à l'intérieur de la Terre vers une région à température plus basse (Boden 2016).

Convection [géothermie]: transfert de chaleur par le mouvement physique des molécules (c'est-à-dire du fluide). Le mot est utilisé dans deux contextes : (a) pour les fluides s'écoulant sur une trajectoire circulaire, et (b) pour le transfert de chaleur hors de la roche et dans un fluide en mouvement qui entre en contact avec la roche.

La trajectoire circulaire de l'écoulement est due à la flottabilité du fluide (le fluide chaud moins dense monte et le fluide froid plus dense descend) ou aux gradients géothermiques (Fowler, 1990). Ce terme est largement utilisé pour englober la combinaison de la conduction et de advection. Roches hyperchaudes zones géothermiques devront probablement être aménagées pour augmenter la chaleur et la convection des fluides dans les roches profondes et très chaudes. Un exemple est un circuit géothermique en boucle ouverte.

Thermodynamique : branche de la science qui traite de la relation entre la la chaleurle travail, la température et l l'énergie.

En termes généraux, la thermodynamique traite du transfert d'énergie. l'énergie d'un endroit ou d'une forme à un autre (Drake, 2023).

Enthalpie [réservoir] : mesure de l'énergie. l'énergie ou de la chaleur dans un système thermodynamique.

L'enthalpie est utilisée pour relier l énergie d'un système, le transfert de chaleuret le travail effectué (Libretexts, 2023). Les systèmes géothermiques peuvent être à basse, moyenne, haute ou très haute enthalpie.

L'enthalpie du réservoir est différente de l'enthalpie du fluide de travail.

• Low-enthalpy is used to describe low temperature (e.g., reservoir temperatures are less than 90°C, <194°F) and low pressure conditions. The liquid is generally used to provide direct heat or to cool buildings.
• L'enthalpie moyenne est utilisée pour décrire une température modérée (par ex, les températures de réservoir de 90°C à 150°C, 194°F à 302°F) et des conditions de pression modérée. Le fluide est utilisé pour fournir une chaleur et/ou générer de l'énergie électrique électrique.
• L'expression "haute enthalpie" est utilisée pour décrire les températures élevées (par ex, températures de réservoir de 150°C à 374°C, 302°F à 705°F) et des conditions de pression modérée. Elles produisent de la vapeur, qui est utilisée pour produire de l'électricité. électrique. Elles sont généralement situées dans des régions de la croûte terrestre où les températures sont élevées à faible profondeur, par exemple dans des provinces ignées et les jeunes systèmes de rift.
• La super-haute-enthalpie est utilisée pour décrire les très hautes températures (par ex, températures de réservoir températures de réservoir supérieures à 374°C, >705°F) et des conditions de haute pression. Les roches super-chaudes zones géothermiques sont modélisées pour être à très haute enthalpie. Elles fourniraient une grande quantité de chaleur à la surface de la Terre dans des conditions supercritique et surchauffés fluides supercritiques et surchauffés ayant une densité énergétiquepour générer beaucoup d'énergie électrique électrique.

Puissance [géothermique] : quantité d'énergie d'énergie transférée d'un composant d'un système géothermique à un autre par seconde.

Typiquement, géothermique utilisent la chaleur-extraits de réservoirs hydrothermaux. réservoirs hydrothermaux pour produire de l'électricité électrique ou de chaleur. La puissance est mesurée en watts (W).

Densité de puissance : la puissance produite par unité de masse, de surface ou de volume ; par exemple, la puissance électrique produite par mètre carré à la surface de la Terre.

La densité de puissance est utile pour comparer la quantité de puissance générée par chaque sources sources d'énergie.

Capacité : groupe de termes relatifs aux mesures qui comprennent (a) le stockage ou la mise à disposition d'une substance ou d'une énergie, (b) le stockage ou la mise à disposition d'une substance ou d'une énergie. énergie ou (b) la production, la transmission et l'achat de d'énergie.

Les centrales géothermiques Les centrales géothermiques ont un facteur de capacité élevé par rapport aux autres renouvelables ce qui signifie qu'elles peuvent fonctionner à leur capacité maximale presque tout le temps. L'efficacité d'un géothermique correspond à la quantité de chaleur capacité thermique (mégawatts de chaleur de chaleur apportée à la surface de la Terre) peut être convertie en énergie électrique. électrique (mégawatts d'électricité). L'électricité d'origine géothermique-est mesurée en fonction de la capacité et de l'énergie. l'énergie ou chaleur.

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2. Paramètres, conditions et emplacements des roches et des fluides géothermiques

Matrice [roche] : la partie solide d'une masse rocheuse qui contient les pores, fractures et les fluides.

Réservoir : terme utilisé pour désigner (a) un volume de roche ou de magma qui contient de l'énergie thermique (strictement un géothermique géothermique) ou (b) un volume de roche contenant des pores remplis de fluide ou des fractures où la chaleur est transférée dans le fluide à partir de la roche (strictement un réservoir réservoir hydrothermal hydrothermale).

La chaleur La chaleur et les fluides sont retenus dans le réservoir par l'enveloppe imperméables imperméables. Les puits géothermiques sont forés pour extraire la chaleur des réservoirs par le biais de systèmes hydrothermaux, circuits circuit fermé, des systèmes géothermiques techniquesou d'autres méthodes d'extraction de la chaleur géothermique.

Pore [roche] : espace vide entre les grains ou les cristaux d'une roche pouvant contenir des fluides.

Porosité [roche] : le rapport entre le volume des pores d'une roche et le volume total de la roche, c'est-à-dire la capacité de la roche à contenir un fluide. Elle est exprimée en pourcentage du volume de la roche.

La porosité est utilisée dans les domaines de la géologie, de l'ingénierie et des ressources géothermiques. ressources géothermiques car les pores de la roche pores sont remplis de fluides fluides chauffés. Les pores doivent être reliés à d'autres pores pour que les fluides hydrothermaux puissent transporter la chaleur. Il existe plusieurs types de porosité pertinents pour les ressources géothermiques dont la porosité totale, la porosité primaire (matrice), porosité de fracture (secondaire), la porosité isolée et la porosité connectée (effective) (par exemple, Hook, 2003 ; Tiab et Donaldson, 1996).

Perméable [roche] : capacité d'une roche à permettre le passage de fluides sans rupture ou déplacement des pores (TCD, 1899). L'antonyme est imperméable. Une roche imperméable imperméable est parfois appelée "roche sèche".

Perméabilité : capacité d'une roche poreuse à transmettre des fluides.

La perméabilité est utilisée dans les domaines de la géologie, de l'ingénierie et des ressources géothermiques. ressources géothermiques car le transfert de chaleur par convectif géothermique convectifs nécessite une perméabilité. Il existe plusieurs types de perméabilité applicables aux systèmes géothermiques géothermiques dont la perméabilité primaire (matrice), la perméabilité secondaire (fracture) et la perméabilité effective (par exemple, Tiab et Donaldson, 1996). Elle est mesurée dans l'unité appelée darcy.

Imperméable [roche] : Une roche qui ne permet pas le passage de fluides à travers elle (Oxford Learner's Dictionaries, 2023a).

Fracture [verbe] : action de fissurer, diviser ou briser une roche.

Fracture [nom] : terme général désignant plusieurs types de ruptures dans une roche - par exemple les failles et les joints - qui peuvent contenir pores et des fluides.

Les réseaux connectés de fractures ouvertes augmentent la perméabilité et la capacité de stockage d'un réservoir hydrothermal. Cela permet aux fluides et à la chaleur de migrer vers un puits de production géothermique.

Création de perméabilité : l'action de diverses techniques d'ingénierie pour créer des voies de circulation des fluides dans la roche, telles que l'amélioration ou la création de fractures par pression hydraulique ou différentiel de température imposé.

Les exemples incluent l'élargissement des fractures naturelles (stimulation), la création de nouvelles fracturesou l'installation d'un circuit géothermique en boucle fermée. L'objectif est d'augmenter la vitesse et la quantité de chaleur d'extraction de la chaleur du thermique. La création de perméabilité est la manière dont un réservoir thermique est transformé en réservoir hydrothermal.

Sédiments : divers types de roches formées à partir de fragments d'autres roches (par exemple, le grès), constituées de matière organique comprimée (par exemple, le charbon) ou produites par des organismes ayant vécu (par exemple, le calcaire corallien).

Les roches sédimentaires se forment généralement dans les zones basses de la surface de la Terre, telles que les bassins sédimentaires des systèmes de rift. Certaines roches sédimentaires et certains bassins contiennent des conducteurs réservoirs hydrothermaux conducteurs. Ils offrent généralement une porosité et perméabilitéet des conditions de forage plus faciles que les cristallines cristallines cristallines.

Roche cristalline : divers types de roches formées par cristallisation à partir : (a) d'un magma ou d'une lave (roches ignées) ou (b) de roches modifiées par des pressions et/ou des températures élevées (roches métamorphiques).

Les roches cristallines abritent des conductrices géothermiques systèmes et systèmes hydrothermaux convectifs. Ils peuvent avoir un réservoir réservoir hydrothermal hydrothermale que celle des roches sédimentaires roches sédimentaires parce que leurs cristaux étroitement imbriqués ont une faible capacité de matrice porosité et perméabilité. Cependant, ils peuvent présenter des fractures et une perméabilité que les réservoirs de roches sédimentaires, ce qui pourrait amener la chaleur des profondeurs de la Terre à une faible profondeur. Les roches cristallines sont donc des réservoirs pour les zones géothermiques zones géothermiques. Les roches cristallines peuvent être modifiées pour créer des systèmes hydrothermaux convectifs.

Les roches cristallines sont parfois appelées "sous-sol", "roche du sous-sol" ou "réservoir du sous-sol". Cependant, le terme "sous-sol" n'est pas recommandé pour le système géothermie à moins qu'il ne soit utilisé avec des qualificatifs, par exemple "sous-sol économique", sismique sismique, naturellement fracturé sous-sol réservoiretc. (Banks et Peacock, 2020).

Les roches cristallines sont parfois appelées "roche-mère". Cependant, ce terme n'est pas recommandé pour les systèmes géothermie car la roche-mère peut être constituée de roches cristallines ou non cristallines.

Fluide de travail souterrain : le géofluide ou le fluide de travail introduit qui est chauffé dans les réservoirs hydrothermaux naturels ou artificiels et dans les circuits géothermiques en boucle ouverte ou fermée.

Géofluide : saumure, eau, vapeur ou liquide supercritique d'origine naturelle. supercritique supercritique à l'intérieur ou à la surface de la Terre.

Le géofluide est un ingrédient essentiel d'un système hydrothermal car il transfère l l'énergie géothermique à la surface de la Terre. Il n'a qu'une faible valeur monétaire. La valeur réside dans l énergie géothermique qu'elle transfère. Une exception est l'énergie saumure géothermique qui peut contenir des minéraux tels que le lithium en concentrations suffisamment élevées pour être extraites et vendues. Le géofluide est parfois appelé eau souterraine ou eau de formation (par exemple, Moeck, 2014), mais ces termes sont déconseillés car ils n'indiquent pas que les géofluides peuvent être de la vapeur supercritique, de la vapeur ou de la saumure.

Fluide de travail introduit : fluide produit par les ingénieurs et introduit dans un réservoir géothermique. réservoir géothermique qui n'a pas suffisamment de géofluide.

Le fluide introduit peut être un mélange d'eau, de vapeur, de saumure ou de dioxyde de carbone. Les termes "fluide artificiel" et "fluide injecté" (par exemple, Moeck, 2014) ne sont pas recommandés, car un fluide de travail introduit peut toujours être naturel et géofluides peuvent également être (ré)injectés.

Superhot [fluide] : terme familier désignant les fluides très chauds produits dans les profondeurs de la croûte terrestre.

La température, la pression et l'état physique ne sont pas définis.

Fluide surchauffé : substance qui reste à l'état liquide au-dessus de sa température d'ébullition (Roy, 2001) ou vapeur d'eau pure qui dépasse 374°C (705°F) à la surface de la Terre.

Le fluide surchauffé a une capacité capacitéqui, à son tour, offre une conductivité thermique. Un fluide surchauffé peut transférer chaleur avec une très grande densité d'énergie d'une roche très chaude réservoir géothermique. Cela pourrait être utilisé pour générer une densité de puissance que les systèmes hydrothermaux. Le fluide surchauffé diffère du fluide supercritique car il n'a pas atteint la pression critique du fluide (voir figure 9). De nombreux puits géothermiques ont été forés dans un fluide surchauffé.

Supercritique [état] : une substance à une température et une pression où les phases liquide et gazeuse n'existent pas. Pour l'eau, cela correspond à une température supérieure à 374°C (705°F) et à une pression supérieure à 22 MPa (3205 PSI).

L'eau supercritique est une vapeur qui a le pouvoir de transfert de chaleur le plus élevé. capacité de transfert capacité d'un liquide mais qui s'écoule avec la facilité de la vapeur. Le fluide supercritique pourrait transférer la chaleur avec une densité densité d'énergie du réservoir thermique thermique d'une roche très chaude réservoir géothermique. Ceci pourrait être utilisé pour générer une densité de puissance que les systèmes systèmes hydrothermaux conventionnels. La modélisation suggère qu'un fluide supercritique provenant d'une roche superchaude zone géothermique pourrait transférer cinq à huit fois l énergie thermique à la surface de la Terre que le fluide provenant production d'énergie géothermique conventionnelle (Johannsson, 2016 ; CATF, 2022b). Peu de puits ont rencontré un fluide supercritique (Reinsch et al., 2017). Des recherches sont en cours pour utiliser les fluides supercritiques afin d'exploiter les ressources géothermiques.

Circuit : ensemble de composants qui forment un chemin ou une voie circulaire pour la circulation des fluides, par exemple pour réaliser des circuits géothermiques en boucle ouverte. circuits géothermiques en boucle ouverte et circuits géothermiques en boucle fermée.

Roche superchaude: Ressource géologique souterraine existant in situ à une température égale ou supérieure à la température supercritique. supercritique supercritique de l'eau, soit 374°C dans l'eau désionisée (ou plus dans la saumure).  

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3. Types de systèmes géothermiques et transferts d'énergie thermique

Système : Un groupe de choses, de composants, de pièces d'équipement, etc. qui sont connectés ou fonctionnent ensemble (Oxford Learner's Dictionary, 2023b).

Système hydrothermal : catégorie de système géothermique avec transfert de chaleur par convectiondans un géofluide.

Tous les systèmes hydrothermaux sont des systèmes géothermiques géothermiques. Tous les systèmes géothermiques ne sont pas des systèmes hydrothermaux hydrothermaux. Les systèmes hydrothermaux actuellement exploités commercialement sont les suivants l'énergie géothermique conventionnelle géothermique. Leur chaleur-transporteur de chaleur géofluide, réservoir de stockage de stockageet la perméabilité perméabilité des roches sont naturellement de qualité suffisante pour faire circuler la chaleur vers la surface de la Terre. Les systèmes hydrothermaux peuvent être créés à partir de roches à faible perméabilité géothermiques à faible perméabilité par des interventions techniques (voir Système géothermique d'ingénierie).

Énergie géothermique conventionnelle [production] : fourniture d'une énergie thermique à partir de réservoirs réservoirs hydrothermaux peu profonds ou profonds à la surface de la terre sans introduction d'un fluide de travail introduit.

La technique est bien établie avec des méthodes technologiquement mûres et disponibles dans le commerce (Deb, 2021). Chauffé géofluide est pompé dans puits de production et utilisé dans une centrale géothermique. Ce géofluide est ensuite pompé dans puits de réinjection pour recirculer dans la zone chaude et perméable, perméable perméable et se réchauffer. La quantité de géofluide et naturel réservoir perméabilité est suffisante pour permettre le chauffage ou la production d'électricité à grande échelle. d'électricité d'électricité à grande échelle. Certains produisent de l'électricité à des prix compétitifs (Malek et al., 2022). L'antonyme est géothermie non conventionnelle (par exemple, Deb, 2021) production d'énergie.

Production d'énergie géothermique non conventionnelle : fourniture de énergie thermique à partir d'une faible ou d'une grande profondeurperméabilité réservoirs géothermiques à faible perméabilité à la surface de la terre grâce à l'introduction d'un l'introduction d'un fluide de travail (en en boucle ouverte ou boucle fermée circuit ouvert ou fermé) et/ou l'ingénierie du réservoir perméabilité. Ces techniques ont été récemment éprouvées ou sont encore en cours de développement. Les ressources géothermiques des rochestrès chaudes seront utilisées pour produire de l'énergie géothermique non conventionnelle. de l'énergie géothermique non conventionnelle. L'antonyme est la production d'énergie géothermique conventionnelle.

Système géothermique d'ingénierie (EGS) : un système géothermique géothermique que des ingénieurs ont artificiellement créé ou amélioré.

Les systèmes géothermiques d'ingénierie sont utilisés dans une variété de zones géothermiques qui présentent des roches chaudes mais des réservoir qualité insuffisante. L'intervention humaine améliore la chaleur l'échange de chaleur entre la roche chaude et le fluide de travail souterrainpar le biais de : (a) création de perméabilité et la stimulation duréservoir (modifié d'après Moeck, 2014), (b) l'augmentation de la quantité initiale de fluide de travail de subsurface en injectant du fluide dans la roche, et/ou (c) en réinjectant et en recirculant le fluide de travail de subsurface. EGS est souvent utilisé comme synonyme de systèmes géothermiques améliorés. Les rochestrès chaudes sont une zone géothermique qui nécessitera probablement des travaux d'ingénierie. (Tester et al., 2006, Breede et al., 2013).

Système géothermique amélioré (EGS) : synonyme de système géothermique technique (par exemple, DOE, 2016) et de projets géothermiques de la prochaine génération de la prochaine génération qui est bien ancré dans la littérature géothermique.

Circuit géothermique en boucle ouverte : circuit contenant un fluide de travail souterrain qui est chauffé dans le réservoir hydrothermal au contact direct des pores de la roche pores et fractures.

Les circuits en boucle ouverte fonctionnent actuellement dans les zones peu profondes, profondes, hydrothermaleset types de systèmes géothermiques techniques. Le fluide monte dans un puits de production et est utilisé pour faire fonctionner un système de chaleur ou d'énergie à la surface de la Terre. Le fluide refroidi descend un puits de réinjection puits dans le réservoir hydrothermal la roche, absorbe plus de chaleuret recircule ensuite vers un puits de production. Les circuits circuit pourraient fonctionner dans des zones géothermiques géothermiques. Ils peuvent nécessiter de grands volumes de fluide introduit car une partie du fluide peut être perdue dans la zone hydrothermal réservoir hydrothermal lors de chaque circulation de fluide.

Circuit fermé [circuit géothermique] : circuit contenant un fluide de travail souterrain qui est chauffé dans le réservoir sans contact direct avec les pores et fractures. Au lieu de cela, le fluide de travail souterrain reste à l'intérieur d'une boucle fermée de tuyaux profondément enfouis qui conduisent la chaleur.

Systèmes géothermiques peu profonds à circuit fermé à faible profondeur fonctionnent depuis des décennies, et les systèmes géothermiques profonds et de nouvelle génération sont en cours de développement. Les avantages d'un circuit géothermique fermé en profondeur sont les suivants circuit géothermique en boucle fermée sont les suivants (a) il n'est pas nécessaire d'utiliser un géofluide(b) la roche chaude n'a pas besoin d'être perméable(c) tous les fluide introduit et (d) la possibilité d'adapter les méthodes et la logique qui existent déjà pour les roches peu profondes, en boucle fermée circuits géothermiques peu profonds et à boucle fermée.

Projets géothermiques de nouvelle génération : terme générique désignant une variété de projets hydrothermaux et de projets géothermiques techniques. projets géothermiques d'ingénierie qui sont en phase de recherche ou d'essai de développement, y compris la géothermie des rochestrès chaudes.

Un ou plusieurs éléments d'un projet géothermique de la prochaine génération ne sont pas d'une qualité suffisante pour être commercialisés et doivent être améliorés grâce à des méthodes géoscientifiques et techniques innovantes (Deb, 2021). L'objectif est d'améliorer la chaleur souterraine de la roche chaude vers le fluide de travail souterrain.

energie superhot rock: L'énergie géothermique extraite de roches très chaudes pour générer de la chaleur et/ou d'énergie.  

Système pétrothermique : un type de système géothermique géothermique qui est supposé ne pas pouvoir produire de géofluides parce que l'échangeur de chaleur souterrain se trouve dans un sol imperméable imperméable sous un système hydrothermal/aquifère d'eau souterraine (modifié d'après Moeck, 2014 ; Min et al., 2018 ; UoB, 2023).

Pour extraire la chaleur de la Terre, le réservoir géothermique doit être transformé en réservoir hydrothermal (voir système géothermique aménagé). La géothermie sur roche chaude sèche est une catégorie de systèmes pétrothermaux.

Systèmes géothermiques hybrides ou hybrides multi-systèmes : systèmes qui couplent (a) deux systèmes géothermiques géothermique tels que les systèmes géothermiques techniques et les systèmes géothermiques avancés, ou les systèmes conventionnels systèmes hydrothermauxou (b) deux systèmes énergétiques différents différents tels que solaire et géothermique, captage direct de l'air et géothermique, hydrogène et géothermique, stockage de l'énergie et géothermique, etc.

Ces systèmes systèmes peuvent être déployés dans divers types de roches (Beard et Jones, 2023).

Système géothermique avancé (AGS) : terme familier appliqué à certains systèmes géothermiques profonds, circuits géothermiques en boucle fermée et à certains types de systèmes géothermiques de concepts géothermiques de de la prochaine génération.

Réservoir géothermique à fractures : le réservoir type de réservoir dans les systèmeshydrothermaux et gé othermiques techniques où le transfert de chaleur se produit dans les réseaux dans des réseaux de fractures au sein de roches sédimentaires ou roche cristalline.

Réservoir géothermique en roche cristalline : le type de réservoir type de réservoir dans les systèmeshydrothermaux et gé othermiques artificiels avec la de chaleur souterrain à l'intérieur d'une roche roches cristallines. Il peut s'agir d'un système à basse, moyenne, haute ou super-hauteenthalpie géothermique enthalpieet un conducteur ou convectif géothermique convectif. Les ressources géothermiques en rochestrès chaudes sont susceptibles de se trouver dans des roches roches cristallines dans des réservoirs géothermiques de roches cristallines.

Bail géothermique : acte par lequel un propriétaire foncier autorise la prospection et la production d'énergiegéothermiques géothermiques ou chaleur sur son terrain, généralement en contrepartie d'une redevance (modifié après la loi Insider, 2023a).

Les catégories de baux comprennent les baux d'étude technique, les baux d'exploration, les baux d'évaluation et les baux de production, en fonction de la maturité de l'exploration et de la production du projet. Un bail peut contenir des pistes géothermiques, des prospects géothermiqueset/ou des champs géothermiques.

Zone géothermique : la partie d'un système géothermique qui contient un réservoir de chaleurson fluide de travail souterrain (natif ou introduit), et/ou un ensemble de champs géothermiquesdécouvertes géothermiques, perspectives géothermiques et/ou filon géothermique - qui se ressemblent sur le plan géologique et présentent des risques communs (modifié d'après Doust, 2009) - tous entourés de roches à faible perméabilité.

La zone est un concept utile pour décrire les emplacements spatiaux et la valeur monétaire d'un portefeuille de gisements géothermiques similaires. champs géothermiques similaires. Le concept de zone permet à l'industrie géothermique la gestion des risques, l'évaluation des terrains, la prédiction des futurs gisements géothermiques. géothermique et, en fin de compte, de prendre des décisions stratégiques optimales concernant des groupes de champs géothermiques. champs géothermiques et leurs ressources géothermiques. De nombreuses zones géothermiques ont une qualité insuffisante pour constituer un actif commercial à l'état naturel. Une ou plusieurs zones géothermiques généralement l'échangeur de chaleur souterrain, doivent être améliorés ou créés.

Piste géothermique : une caractéristique géologique souterraine vaguement définie qui a le potentiel de contenir une ressource géothermique.

Un explorateur géothermique effectuera un premier examen de la terre sous une concession géothermique. concession géothermique afin d'identifier les pistes possibles. Les travaux ultérieurs se concentrent ensuite sur les emplacements de ces pistes, avec l'intention d'en "améliorer" certaines en les transformant en perspectives géothermiques. (modifié d'après Jahn et al., 2008).

Prospect géothermique : une structure géologique souterraine ou une région présentant des signes indiquant qu'elle pourrait contenir un réservoir hydrothermal ou réservoir géothermiquequi pourrait être exploité économiquement.

Un grand nombre d'études géologiques doivent être menées pour "améliorer" une piste géothermique. piste géothermique en un prospect géothermique. L'objectif suivant est de définir un site de forage pour vérifier si le prospect géothermique contient un réservoir hydrothermal ou réservoir géothermique qui pourrait permettre de rentabiliser l'investissement. Un groupe de prospects géothermiques de nature similaire constitue une zone.

Découverte géothermique : structure géologique souterraine ou région dans laquelle se trouve un réservoir hydrothermal ou réservoir géothermique a été prouvé, généralement à l'aide d'un puits d'exploration.

Une découverte géothermique ne fournit pas suffisamment d'informations pour déterminer la taille et le type de la ressource géothermique et si elle a un potentiel économique.

Ressource géothermique : portion de l'énergie géothermique totale d' un réservoir. énergie géothermique d'un réservoir qui est techniquement récupérable de la terre.

L'énergie est soit récupérable aujourd'hui (c'est-à-dire les réserves), soit récupérable à l'avenir après la levée d'une contingence technologique, politique, fiscale ou autre (c'est-à-dire les ressources contingentes), soit éventuellement récupérable à l'avenir après une analyse géologique et technique plus poussée pour en définir la taille (c'est-à-dire les ressources prospectives) (modifié d'après Tester et al., 2006).

Champ géothermique : volume localisé de la croûte terrestre où se trouve une ressource géothermique. ressource géothermique peut être extraite d'un réservoir par fluides de travail souterrains puis acheminée vers un lieu d'utilisation (modifié d'après Moeck, 2014).

Un champ géothermique peut s'étendre sur plusieurs kilomètres de profondeur, depuis la ressource géothermique profonde jusqu'à la surface de la Terre (modifié d'après Grant et Bixley, 2011). Il comprend la géologie du sous-sol, les fluides, les puits et les équipements de complétion des puits.

Un champ géothermique peut appartenir à une ou plusieurs entités titulaires d'un bail. Un exemple de champ géothermique détenu par plusieurs propriétaires à travers différents baux géothermiques est le champ géothermique de Geysers en Californie. Pour optimiser les gestion des baux géothermiques géothermique, la part de chaque propriétaire est déterminée par un processus d'unitisation.

Centrale géothermique : installation industrielle construite à la surface de la Terre pour produire de l'énergie électrique. électrique.

Les synonymes comprennent géothermique centrale géothermique, centrale électrique ou centrale de production. Une centrale géothermique est distincte d'un champ géothermique, découverte géothermique, zone géothermiqueet/ou système géothermique. L'électricité électrique peut être produite dans une centrale géothermique à l'aide de diverses technologies, en fonction de la température et de la nature du fluide ramené à la surface.

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4. Sites géothermiques

Province ignée : région de la surface terrestre et de la subsurface peu profonde qui présente des caractéristiques liées aux volcans, au magma chaud ou aux roches contenant de la chaleur magmatique et/ou naturellement radioactive. radioactives. Ces contextes géologiques sont des cibles évidentes pour la géothermie géothermique. Une sous-catégorie de province ignée est un point chaud magmatique de la croûte terrestre, par exemple les points chauds d'Islande et d'Hawaï. Quelques documents utilisent l'expression "province tectonique magmatique", mais ce terme est géologiquement ambigu et n'est pas recommandé.

Système de rift : région basse de la surface de la Terre pouvant atteindre plusieurs kilomètres de profondeur, des dizaines de kilomètres de largeur et des centaines de kilomètres de longueur, comme le système de rift est-africain. Un système de rift comprend un groupe de caractéristiques géologiques qui se forment en raison de la tension (étirement) et de la subsidence (enfoncement) à l'intérieur des plaques tectoniques ou entre elles. De nombreuses centrales géothermiques sont situées dans des systèmes de rift en raison de leurs importants gradients géothermiqueshaute densité de chaleuret des réseaux de grandes fractures (par exemple, Buiter et al., 2022 ; Goutorbe et al., 2011). Les roches très chaudes zones géothermiques pourraient se trouver dans les systèmes de rift.

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5. Opérations géothermiques et hydrothermales

Gestion des réservoirs : opérations menées pour obtenir la récupération économique maximale possible d'un réservoir sur la base de faits, d'informations et de connaissances. Les bonnes pratiques de gestion des réservoirs reposent sur l'utilisation des ressources financières, technologiques et humaines, la sécurité et la tentative de minimiser les investissements en capital et les dépenses d'exploitation pour maximiser la récupération économique des fluides d'un réservoir (modifié d'après Thakur, 1996).

Charge de base [power] (également appelée baseload) : (a) la puissance puissance minimale requise pendant le cycle quotidien de demande d'électricité, c'est-à-dire lorsque la majeure partie de la population est endormie, et (b) la quantité d'électricité nécessaire pour répondre à la demande d'électricité. d'énergie mise à disposition par un fournisseur d'énergie électrique. d'énergie électrique (par exemple, un centrale La puissance mise à disposition par un producteur d'énergie électrique (par exemple une centrale électrique) pour répondre à ce niveau minimum de d'électricité d'électricité.

Charge de base [sources d'énergie] : les sources d'énergie qui fonctionnent en continu pour produire une énergie fiable et sûre. fiable pour répondre en permanence à la charge de base de base.

Les centrales électriques de base Les centrales électriques de base répondent à la demande de base d'un réseau réseau électrique. Elles peuvent fonctionner pendant de longues périodes à pleine charge ou presque, et leurs coûts d'exploitation peuvent être faibles en raison de l'utilisation de combustibles bon marché.

Dispatchable [énergie ou production d'électricité] : une source d'énergie/puissance qui peut être contrôlée dans un court laps de temps, c'est-à-dire allumée, éteinte ou ajustée aux besoins du marché.

Le terme "répartissable" est également utilisé pour désigner une source fiable d'énergieou d'électricité. En revanche, les sources d'énergie non répartissables sont moins capables d'ajuster leur production en fonction d'une variation de la demande d'électricité, par exemple si l'on considère que l d'énergie (adapté d'après Baroni, 2022), comme dans le cas de l'énergie éolienne ou solaire.

Puissance ferme : puissance ininterrompue ou garantie puissance. L'énergie ferme est (a) censée être disponible à tout moment et/ou (b) contractée pour être fournie par le vendeur (par exemple, Law Insider, 2023b).

Centrale en boucle ouverte [puissance] : une centrale géothermique dans laquelle les fluides géothermiques flash peuvent émettre des gaz naturellement dissous (par exemple, de l'azote, de l'hydrogène, du dioxyde de carbone et/ou du méthane), qui sortent d'une solution et sont libérés dans l'atmosphère. Des mesures d'atténuation peuvent être mises en place pour limiter les émissions des opérations en boucle ouverte, mais elles ne sont pas toujours nécessaires (Fridriksson et al., 2017 ; Ball, 2021a, b).

Une installation en boucle ouverte est différente d'un circuit ouvertUn circuit en boucle ouverte est différent d'un circuit en boucle ouverte, qui fait référence à la circulation des fluides et de la chaleur dans le sous-sol.

Centrale en boucle fermée [chaleur ou électricité] : une centrale géothermique géothermique qui empêche le gaz naturel de sortir fluide de travail souterrain et d'être libéré dans l'atmosphère (CARB, 2016). Ce système est également connu sous le nom de système binaire binaireLa technologie des turbines à cycle organique de Rankine (ORC) est utilisée pour la production d'électricité.

Une installation en boucle fermée est différente d'un circuit ferméUn circuit fermé est différent d'un circuit en boucle fermée, qui fait référence à la circulation des fluides et de la chaleur dans le sous-sol.

Contact direct : un type de surface de surface de surface et un type de condenseur à l'intérieur de certaines centrales géothermiquesoù la chaleur et la masse sont transférées hors de la vapeur en la mélangeant avec de l'eau froide (par exemple, DiPippo, 2016b).

Le terme est également utilisé pour décrire le transfert de chaleur directement de la roche chaude vers le fluide de travail souterrain à l'intérieur en boucle ouverteconventionnels ou améliorés réservoirs hydrothermaux.

Empreinte : terme désignant l'impact créé par une installation géothermique ou d'une installation géothermiques au cours d'une étude géothermique pendant la durée de vie d'un projet géothermique.

Il existe plusieurs catégories de géothermique par exemple : l'empreinte foncière, l'empreinte environnementale, l'empreinte des émissions de carbone, l'empreinte des émissions de gaz à effet de serre, l'empreinte du sous-sol, etc. Par exemple, une empreinte géothermique d'une centrale géothermique est la surface totale de terre perturbée par les activités directes et indirectes au cours de l'exploitation d'une centrale géothermique. géothermique l'exploration géothermique, la construction, l'exploitation et les phases d'assainissement. L'empreinte peut être exprimée en unités de surface, telles que les acres ou les kilomètres carrés ; en énergie ou densité de puissance d'énergie ou de puissance, comme 200 MW par acre ; et capacité géothermique telles que les mètres carrés par kilowattheure.

Puits [géothermique] : conduit de fluides et d'informations vers/depuis le site de production d'énergie réservoir thermique. Les catégories de puits géothermiques comprennent puits de production et les puits de réinjection.

Puits de forage : trou foré à la machine dans le sol qui accueille le puits. puits.

Puits de production [géothermique] : un type de puits géothermique qui transmet la chaleur-de la chaleur à partir d'un réservoir hydrothermal à la surface de la Terre (voir figure 21). Il est également utilisé pour recueillir des informations sur le réservoir et le fluide.

Puits de réinjection [géothermique] (également appelé puits d'injection) : un type de puits géothermique géothermique utilisé pour réinjecter de la chaleur-et des minéraux dissous dans le réservoir hydrothermal. réservoir hydrothermal après que l'énergie thermique a été extraite dans la centrale électrique (voir figure 21).

La réinjection de fluides répond à trois exigences pour maintenir la production d'une centrale électriqueouthermique et la rentabilité associée : (a) extraire davantage d'énergie thermique du réservoir ; (b) réduire les émissions de gaz à effet de serre ; (c) réduire les émissions de gaz à effet de serre. réservoir(a) extraire davantage d'énergie thermique du réservoir, (b) remplacer le fluide précédemment retiré du réservoiret (c) maintenir les fractures ouvertes et le fluide souterrain pressurisé afin que le fluide continue de s'écouler.

Stimulation [réservoir] : amélioration d'un réservoir réservoir géothermique ou réservoir hydrothermal augmenter la quantité ou la vitesse d'un l'écoulement du fluide de travail de travail de la subsurface ("réservoirqualité qualité du réservoir"). Cela peut se faire par des méthodes thermiques, mécaniques ou chimiques. L'objectif de la stimulation est de : (a) restaurer la perméabilité qui a été réduite lorsque les fluides de forage du puits ont bouché les pores; (b) améliorer la perméabilité naturelle, proche de celle dupuits près du puits; ou (c) relier le puits à perméables perméables qui n'ont pas été recoupées par le puits (modifié d'après Axelsson, 2012).

La fracturation hydraulique : une méthode de stimulation réservoir. Un fluide à haute pression est injecté dans la roche pour créer de nouvelles fractures et/ou augmenter la taille, l'étendue et la connectivité des fractures (modifié d'après USGS, 2019).

Fracking (parfois orthographié fracing) : terme familier désignant la fracturation hydraulique. Le fracking est utilisé pour créer des systèmes géothermiques techniques.

Sismique : adjectif relatif à une vibration, une secousse ou un tremblement de terre (modifié d'après Merriam Webster, 2023).

Sismicité : distribution des vibrations, des secousses et des tremblements de terre dans l'espace et dans le temps (modifié d'après Fowler, 1990).

Sismicité naturelle : vibrations, secousses et tremblements de terre qui se produisent lors des ajustements naturels des contraintes et des déformations de la croûte terrestre.

Sismicité induite : vibrations, tremblements et tremblements de terre qui résultent d'ajustements d'origine humaine de la tension et de la contrainte au sein de la Terre.

Les causes peuvent être les suivantes (a) le mouvement le long des fractures de la roche déclenché lors de la réinjection d'eau à haute pression dans un réservoir hydrothermal(b) le fluide réinjecté refroidit la roche chaude ou modifie la structure du réservoir. réservoir champ de contrainte naturel du réservoir, ou (c) des conditions d'exploitation du projet entraînant des changements dans la pression de la roche (modifié d'après Stober et Bucher, 2021). Le risque de sismicité induite doit être estimé dans les projets de d'ingénierie et géothermie de nouvelle génération et les projets géothermiques de la prochaine génération, et des précautions contre la sismicité induite peuvent être prises dans les centrales géothermiques (modifié d'après Dincer et Ezzat, 2018 ; DOE, 2012).

Micro-séisme [événements] : sismicité naturelle ou sismicité induite événements à l'intérieur de la Terre qui passent inaperçus à la surface de la Terre parce qu'ils libèrent très peu d'énergie. d'énergiesont de très courte durée et de très faible magnitude.

Risque sismique : probabilité qu'une vibration, une secousse ou un tremblement de terre d'origine naturelle ou humaine se produise et cause des dommages dans un intervalle de temps et une région donnés (modifié d'après Ressources naturelles Canada, 2021).

Une évaluation des risques sismiques doit être réalisée à chaque phase de développement d'une installation géothermique (modifié d'après Stober et Bucher, 2021).

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6. Finance et développement de projets géothermiques

De nouvelles technologies apparaissent pour surmonter les obstacles au développement de la géothermie et faciliter l'innovation dans ce secteur. Les technologies innovantes en matière de géothermiques sont développés et testés au cours d'une série de phases et d'étapes.

Niveau de préparation technologique (TRL) : l'échelle TRL est un outil largement utilisé pour l'évaluation de la maturité, avec des niveaux spécifiques correspondant à différents niveaux de développement d'une nouvelle technologie.

L'échelle TRL permet une comparaison cohérente de la maturité entre différents types de technologies et aide les lecteurs à comprendre l'évolution des technologies, quelle que soit leur formation technique (De Rose et al., 2017).

Phase de démonstration du concept (POC) : un petit exercice pour tester une idée ou une hypothèse de conception discrète (voir figures 22-24).

L'objectif premier de la phase POC est de prouver la viabilité d'une solution, par exemple en déterminant si un morceau de papier peut voler en le pliant en forme d'avion et en le lançant. Dans le cadre d'un projet de géothermie cette phase comprendrait des études de faisabilité et des enquêtes documentaires relatives aux aspects géologiques, géophysiques, environnementaux et non techniques du sous-sol et de la surface du site d'essai proposé, ainsi que les premiers puits de forage. puits pour vérifier si une ressource géothermique et réservoir existent (par exemple, Hanson, 2019a).

Phase de prototypage : une simulation du système complet systèmeou d'une partie pertinente de celui-ci, afin de déterminer comment les parties du système se comporteraient à des échelles de fonctionnement plus importantes (voir figures 22-24).

Dans un système géothermique cette phase pourrait consister en un développement du champ et une centrale électrique à échelle limitée (par exemple, Hanson, 2019b). Un exemple est Utah FORGE : un champ géothermique souterrain. géothermique souterrain souterrain avec deux puits géothermiques (et quatre puits de surveillance sismique) pour développer, tester et accélérer les systèmes géothermiques techniques. systèmes géothermiques d'ingénierie (FORGE, 2023). Un autre exemple est l'installation de démonstration Derek Riddell Eavor-Lite™ d'Eavor, une société de recherche et de développement géothermique (Eavor, 2023).

Phase pilote : lorsque le systèmeest disponible pour être testé par un sous-ensemble du marché/des parties prenantes (voir figures 22-24).

L'objectif d'une phase pilote est de mieux comprendre la manière dont le système sera utilisé sur le marché et d'améliorer le système. système. Un synonyme est "produit minimum viable" (MVP). La phase pilote peut comprendre (a) une phase pilote interne au cours de laquelle le système est testé au sein des parties prenantes du projet et (b) une phase pilote externe au cours de laquelle le système est testé au sein des parties prenantes du projet. système est testé sur des organisations extérieures au groupe de parties prenantes. Par exemple, le système géothermique d'Otaniemi de ST1 système géothermique d'ingénierie étudie la mise en œuvre technique d'une centrale de chauffage et la manière d'intensifier les flux d'eau injectés dans les fractures profondes de la roche-mère. fractures (ST1, 2021).

Essai sur le terrain : essai d'une technologie dans l'environnement dans lequel elle est utilisée.

R&D sur le terrain : recherche et développement d'une technologie dans l'environnement où elle est utilisée.

Échelle de démonstration : projet à échelle limitée mené pour démontrer que (a) la technologie peut fonctionner avec succès à grande échelle, (b) des données peuvent être générées pour vérifier la modélisation de la performance technique de l'entreprise dans une variété d'applications du monde réel, (c) le projet peut extraire l'énergie thermique requise, (d) la technologie peut être mise en œuvre avec succès à grande échelle, (e) la technologie peut être mise en œuvre avec succès à grande échelle. énergie thermique(c) le projet peut extraire l'énergie thermique nécessaire, (d) toute énergie hydrothermaux hydrothermaux peuvent être réaménagés pour devenir productifs, (e) les modèles de la phase pilote du système à l'échelle commerciale peuvent être mis à l'épreuve. système à l'échelle commerciale (voir figures 22-24) (modifié d'après GreenFire, 2020).

Échelle commerciale : une installation géothermique qui génère suffisamment de chaleur/électricité pour son client et suffisamment de revenus monétaires pour ses investisseurs (voir figures 22-24).

Un exemple est le système géothermique amélioré à Soultz-sous-Forêts (France). Il produit de l'électricité commerciale depuis 2016, date à laquelle les stimulations du réservoir et l'injection de fluides ont été réalisées jusqu'à 5 000 mètres de profondeur pour augmenter la perméabilité et la fracture entre la roche cristalline chaude et sèche , le réservoir géothermique et les puits géothermiques. puits géothermiques (par exemple, Baujard et al., 2021).

Unique en son genre : la première démonstration réussie d'une centrale géothermique à l'échelle commerciale centrale géothermiqueinnovation ou technologie (voir figure 25).

Nouveau : nouvelles centrales géothermiques centrales géothermiquesinnovations ou technologies issues du premier du genre. Ils cherchent à générer de meilleures innovations, de nouvelles conception nouvelles conceptions d'usine, des augmentations d'échelle et des baisses de coûts (voir figure 25).

Nth-of-a-kind (NOAK) : centrales électriques, innovations ou technologies qui ont été entièrement conçues et optimisées. Il est peu probable que les coûts continuent de baisser à ce stade (voir figure 25).

Coût nivelé de l'électricité ou de l'énergie (LCOE) : norme d'information permettant d'évaluer et de comparer le coût de l'électricité entre les sources d'énergie (modifié d'après Lazard, 2019 ; EIA, 2020).

Le LCOE d'une d'énergie-d'énergie d'énergie est le coût moyen de construction et d'exploitation de la centrale par unité d'électricité totale produite sur sa durée de vie supposée. Il s'agit d'une mesure comparative permettant (a) de déterminer s'il convient ou non de poursuivre un projet, c'est-à-dire s'il atteindra le seuil de rentabilité ou sera rentable, ou (b) d'évaluer et de comparer d'autres méthodes de production d'énergie.

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Références

Allen, A.A., et Allen, J.R., (2013). Basin Analysis : Principles and Application to Petroleum Play Assessment, 3e édition. Wiley-Blackwell, ISBN : 978-0-470-67377-5

Axelsson, G., (2012). 7.02, La physique de l'énergie géothermique. Comprehensive Renewable Energy, 7, 3-50, https://doi.org/10.1016/B978-0-08-087872-0.00703-4

Baroni, M., (2022). Chapitre : The Integration of Non-dispatchable Renewables. Dans The Palgrave Handbook of International Energy Economics, édité par Hafner, M., et Luciani, G., Palgrave-Macmilan, https://doi.org/10.1007/978-3-030-86884-0.

Ball, P.J., (2021a). A review of geothermal technologies and their role in reducing greenhouse gas emission (Examen des technologies géothermiques et de leur rôle dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre). ASME Journal of Energy Resources Technology, 143, https://doi.org/10.1115/1.4048187

Ball, P.J., (2021b). Macro energy trends and the future of geothermal within the low-carbon energy portfolio ASME Journal of Energy Resources Technology, 143, https://doi.org/10.1115/1.4048520

Banks et Peacock, (2020). Basement highs : Definitions, characterisation and origins. Basin Research, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/bre.12448

Beard, J., et Jones, B., (2023). L'avenir de la géothermie au Texas : Contemporary Prospects and perspectives, http://dx.doi.org/10.26153/tsw/44125

Baujard, C., Rolin, P., Dalmais, E., Hehn, R., et Genter, A., (2021). Réservoir géothermique de Soultz-sous-Forêts : Structural Model Update and Thermo-Hydraulic Numerical Simulations Based on Three Years of Operation Data. Geosciences 2021, 11, 502, https://doi.org/10.3390/ geosciences11120502

Boden, D.R., (2006). Geology and Heat Architecture of the Earth's Interior, Routledge Handbooks Online. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.routledgehandbooks.com/doi/10.1201/9781315371436-4

Breede, K., Dzebisashvili, K., Liu, X., et Falcone, G., (2013). Une revue systématique des systèmes géothermiques améliorés (ou d'ingénierie) : passé, présent et futur. Geothermal Energy, 1, 4, https://doi.org/10.1186/2195-9706-1-4

Drake, G.W.F., (2023). Thermodynamics, Britannica. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.britannica.com/science/thermodynamics

Buiter, S. J. H., Brune, S., Keir, D., et Peron-Pinvidic, G., (2022). Rifting Continents, EGUsphere, https://doi.org/10.5194/egusphere-2022-139

CARB, (2016). California's 2000-2014 Greenhouse Gas Emission Inventory, California Environmental Protection Agency, Air Resources Board, Air Quality Planning and Science Division, pp.174, ghg_inventory_00-14_technical_support_document.pdf. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.arb.ca.gov/cc/inventory/data/tables/ghg_inventory_sector_sum_2000-14.pdf

Chang, J., W., Aydin, M. G., Pfeifenberger, J., Spees, K., et Pedtke, J. I., (2017). Advancing Past "Baseload" to a Flexible Grid How Grid Planners and Power Markets Are Better Defining System Needs to Achieve a Cost-Effective and Reliable Supply Mix. The Brattle Group, https://www.brattle.com/wp-content/uploads/2022/09/Advancing-Past-Baseload-to-a-Flexible-Grid.pdf

CATF, (2021). Superhot Rock Geothermal, A Vision for Zero-Carbon Energy "Everywhere". Clean Air Task Force page 28, https://cdn.catf.us/wp-content/uploads/2021/09/21091759/CATF _SuperhotRockGeothermal_Report .pdf

CATF, (2022a). Modèle technico-économique préliminaire de energie superhot rock. Clean Air Task Force, page 24, https://cdn.catf.us/wp-content/uploads/2022/12/30135200/SHRTechnoEconomic_Report.pdf

CATF(2022b). energie superhot rock: A Vision for Firm, Global Zero-Carbon Energy, Clean Air Task Force, page 27, https://cdn.catf.us/wp-content/uploads/2022/10/21171446/superhot-rock-energy-report.pdf

Curkan, B., (2021). L'énergie de base et les énergies renouvelables : Les énergies renouvelables peuvent-elles être fiables ? Medium.com. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://medium.com/@thecontenteng/baseload-power-and-renewable-energy-can-renewablesbe-reliable-e16d2f0af680.

Deb, P., (2021). Évaluation des ressources et prédictions de performance dans les réservoirs géothermiques non conventionnels. Thèse de doctorat, Université RWTH d'Aix-la-Chapelle, page 153, https://publications.rwth-aachen.de/record/839898

De Rose, A., Marina Buna, Carlo Strazza, Nicolo Olivieri, Tine Stevens, Leen Peeters, Daniel Tawil-Jamault, (2017). Projet DG RTD-TRL Technology Readiness Level : Guidance Principles for Renewable Energy technologies Final Report, novembre 2017. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.gransking.fo/media/2900/trl-orka.pdf

Dincer, I., et Ezzat, M.F., (2018). 3.6 Production d'énergie géothermique. In Systèmes énergétiques complets. Éditeur : Ibrahim Dincer. Elsevier, pages 252-303, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-809597-3.00313-8

DiPippo, R., (2016a). Chapitre 22, - Enhanced Geothermal Systems-Projects and Plants. Geothermal Power Plants (Fourth Edition). Principles, Applications, Case Studies and Environmental Impact, https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100879-9.00022-7

DiPippo, R., (2016b). Chapitre 9 - Éléments de thermodynamique, de mécanique des fluides et de transfert de chaleur appliqués aux systèmes de conversion de l'énergie géothermique. Geothermal Power Generation : Developments and Innovation, 217-247, https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100337-4.00009-7.

Doust, H., (2009). The Exploration Play - What Do We Mean by It ? Présentation orale à la conférence de l'AAPG, juin 2009, Denver, Colorado, https://www.searchanddiscovery.com/pdfz/documents/2010/40486doust/ndx_doust.pdf.html

DOE, (2012). DOE Releases Updated Induced Seismicity Protocol. Geothermal Energy Technologies Office, U.S. Department of Energy. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.energy.gov/eere/geothermal/articles/doe-releases-updated-induced-seismicity-protocol

DOE, (2016). Qu'est-ce qu'un système géothermique amélioré (EGS) ? Département de l'énergie des États-Unis, Bureau des technologies géothermiques, 2016. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.energy.gov/sites/default/files/2016/05/f31/EGS%20Fact%20Sheet%20May%202016.pdf

Eavor, (2023) Eavor Lite. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.eavor.com/eavor-lite/

EIA, (2020). Levelized Cost and Levelized Avoided Cost of New Generation Resources AEO2020 (Coût nivelé et coût évité nivelé des nouvelles ressources de production). Administration américaine d'information sur l'énergie. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.eia.gov/outlooks/aeo/pdf/electricity_generation.pdf

ESA, (2008). Niveaux de préparation technologique, Manuel pour les applications spatiales. Issue 1 revision 6. Agence spatiale européenne. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://artes.esa.int/sites/default/files/TRL_Handbook.pdf

Fridleifsson, I. B. ; Bertani, R. ; Huenges, E ; Lund, J. W. ; Ragnarsson, A ; Rybach, L., (2008). Dans Hohmeyer et Trittin (eds). Le rôle et la contribution possibles de l'énergie géothermique à l'atténuation du changement climatique. Réunion de cadrage du GIEC sur les sources d'énergie renouvelables, actes. Luebeck, Allemagne : 59-80.

Fowler, C. M. R., (1990). The Solid Earth, An Introduction to Global Geophysics (La Terre solide, une introduction à la géophysique mondiale). Cambridge University Press.

Goutorbe, B., Poort, J., Lucazeau, F., et Raillard, S., (2011). Global heat flow trends resolved from multiple geological and geophysical proxies. Geophysical Journal International, 187, 1405-1419, http://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.05228.x

Grant, M. A., et Bixley, P.F., (2011). Geothermal Reservoir Engineering, deuxième édition, 2011. Academic Press.

GreenFire, (2020). GreenFire Energy Inc. Completes the World's First Field-Scale Demonstration of Closed-Loop Geothermal Energy and the Final Report to the California Energy Commission https://www.greenfireenergy.com/california-energy-commission-report/

Hampshire-Waugh, M., (2021). Le changement climatique et la route vers le net-zéro : Science, technologie, économie, politique. Crowstone Publishing. ISBN : 978-1-5272-8796-9

Hamza, V. M., et Vieira, F.P., (2012). Global distribution of the lithosphere-asthenosphere boundary : a new look, Solid Earth, 3, 199-212, https://doi.org/10.5194/se-3-199-2012, 2012.

Hanson, P., (2019a). Les phases d'un projet géothermique, partie 1. Ressource en ligne consultée en janvier 2023, https://www.geoenergymarketing.com/energy-blog/phases-of-a-geothermal-project-pt-1/

Hanson, P., (2019b). Les phases d'un projet géothermique, partie 2. Ressource en ligne consultée en janvier 2023, https://www.geoenergymarketing.com/energy-blog/phases-of-a-geothermal-project-pt-2/

Min, H.S., Wagh, S., Kadier, A., Gondal, I. A., Putra, N.A., Azim, B. A., et Mishra, M.K., (2018). Technologies des énergies renouvelables. Dans le livre : Renewable Energy & Wastewater Treatment First Edition : Editors : Ho Soon Min. Ideal International E-publication Pvt. Ltd. ISBN : 978-93-86675-44-6

Hook, J. R., (2003). Une introduction à la porosité. Petrophysics 44, 205-212. Numéro d'article : SPWLA-2003-v44n3a4

Organisation de recherche sur l'énergie des roches chaudes, (2022). Superhot Rock Geothermal Technology Needs for Scaling Geothermal Resources Globally, page 28.

Jahn, F., Cook, M., Graham, M., (2008). Exploration et production d'hydrocarbures. 2e édition, Elsevier. ISBN 9780444532367.

Johannsson, S., (2016). Economics of the Iceland Deep Drilling Project, IDDP (Économie du projet de forage profond en Islande). Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://2veldi.files.wordpress.com/2016/04/economics-of-iddp-4.pdf

Khan Academy, (2023). Qu'est-ce que l'énergie thermique ? Khanacademy.org. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/a/what-is-thermal-energy

LaRoche, C., (2022). Diagramme de phase : Point critique et point triple. Study.com. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://study.com/learn/lesson/critical-point-triple-point-phase-diagrams.html

Law Insider, (2023a). Oil and Gas Leases definition, Law Insider. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.lawinsider.com/dictionary/oil-and-gas-leases

Law Insider, (2023b). Firm Power definition, Law Insider. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.lawinsider.com/dictionary/firm-power

Lazard, (2019). Lazard's Levelized Cost of Energy Analysis, version 13.0. Ressource en ligne consultée en août 2023, https://www.lazard.com/media/o3ln2wve/lazards-levelized-cost-of-energy-version-130-vf.pdf

Libretexts, (2023). Enthalpie, Libretexts.Org. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Chemistry_-The_Central_Science(Brown_et_al.)/05%3A_Thermochemistry/5.03%3A_Enthalpy.

Lovering, J., Swain, M., Blomqvist, L., et Hernandez, R.R., (2022). Land-use intensity of electricity production and tomorrow's energy landscape (intensité de l'utilisation des terres pour la production d'électricité et paysage énergétique de demain). PLoS ONE, 17(7) : e0270155, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0270155

Merriam-Webster, (2023). Sismique, Dictionnaire Merriam-Webster. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.merriam-webster.com/dictionary/seismic

Malek, A.E., Adams, B.M., Rossi, E., Schiegg, H.O., Saar, M. O., (2022). Techno-economic analysis of Advanced Geothermal Systems (AGS), Renewable Energy, 186, 927-943, https://doi.org/10.1016/j.renene.2022.01.012

Mindat, (2023). Définition de hydrothermal. Mindat.Org. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.mindat.org/glossary/hydrothermal

Moek, I., (2014). Catalogue des types de zones géothermiques basé sur les contrôles géologiques. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 37, 867-882, https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.05.032.

NRC, (2021). Glossaire des termes sismologiques. Ressources naturelles Canada. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://earthquakescanada.nrcan.gc.ca/info-gen/glossa-en.php

Oxford Learner's Dictionary, (2023a). Imperméable, Oxford Learner's Dictionaries. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.oxfordlearnersdictionaries.com/definition/english/impermeable?q=impermeable

Oxford Learner's Dictionary, (2023b). System, Oxford Learner's Dictionaries. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.oxfordlearnersdictionaries.com/definition/english/system

Oliveira, (2021). L'importance de la conductivité thermique pour la recherche géothermique. Ressource en ligne consultée en juillet 2023, https://ctherm.com/resources/newsroom/blog/thermal-conductivity-geothermal/

PetroGem, (2023). An Extraordinary Realm : Supercritical Fluid in Superhot Rock, PetroGem Inc, ressource en ligne consultée le 18 août 2023. https://www.petrogeminc.com/post/realm-of-extraordinary- supercritical-fluids-in-superhot-rocks

Reinsch, T., Dobson, P., Asanuma, H. et al, (2017). Utilisation des systèmes géothermiques supercritiques : un examen des entreprises passées et des activités de recherche en cours. Geothermal Energy, 5, 16, https://doi.org/10.1186/s40517-017-0075-y

Robinson, (n.d.). Ressource en ligne consultée en juin 2023, http://www.nps.gov/archive/yell/slidefile/history/1946_1999/thermalfeatures/Images/11017.jpg

Roy, S.C., (2001). Superheated liquid and its place in radiation physics. Radiation Physics and Chemistry, 61, 271-281, https://doi.org/10.1016/S0969-806X(01)00250-X

ST1, (2021). Le projet pilote de la centrale de chauffage géothermique Otaniemi de St1 étudie les méthodes de production de chaleur. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.st1.com/st1s-otaniemi-geothermal-heating-plant-project-investigates-heat-production-methods

Stober, I et Bucher, K., (2021). Systèmes géothermiques dans les régions à haute enthalpie. In : L'énergie géothermique : From Theoretical Models to Exploration and Development. Geothermal Energy, https://doi.org/10.1007/978-3-030-71685-1_10

Suárez-Arriaga, M C., (2019). Thermodynamique des systèmes géothermiques supercritiques profonds. IOP Conf. Series : Earth and Environmental Science 249, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/249/1/012019

Sveinbjörnsson, B.M., (2016). Medium Enthalpy Geothermal Systems in Iceland Thermal and Electric Potential (Systèmes géothermiques à moyenne enthalpie en Islande : potentiel thermique et électrique). Report number : ÍSOR-2016/008 Affiliation : Iceland GeoSurvey / Autorité nationale de l'énergie d'Islande, https://orkustofnun.is/gogn/Skyrslur/ISOR-2016/ISOR-2016-008.pdf

Terebus, V., (2018). Les différences entre preuve de concept, prototype et produit minimum viable. My Digi Code. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.mydigicode.com/the-differences-between-proof-of-concept-prototype-and-minimum-viable-product/

Tester, J.W., Anderson, B.J., Batchelor, A.S., Blackwell, D.D., DiPippo, R., Drake, E.M., Garnish, J., Livesay, B., Moore, M.C., Nichols, K., Petty, S., Toksöz, M.N. et Veatch Jr, R.W., (2006). The future of geothermal energy : impact of enhanced geothermal systems (EGS) on the United States in the 21st century (L'avenir de l'énergie géothermique : impact des systèmes géothermiques améliorés (EGS) sur les États-Unis au XXIe siècle). Rapport du MIT INL/EXT-06-11746. Massachusetts Institute of Technology, https://www1.eere.energy.gov/geothermal/pdfs/future_geo_energy.pdf

Tiab, D., Donaldson, E., (1996). Petrophysics : theory and practise of measuring reservoir rock and fluid transport properties (Pétrophysique : théorie et pratique de la mesure des propriétés des roches réservoirs et du transport des fluides). 1ère édition. Gulf Publishing, Houston. ISBN 13:9780750677110

Thakur, G.C., (1996). Qu'est-ce que la gestion des réservoirs ? Journal of Petroleum Technology, 48 (06) : 520-525. SPE-26289-JPT, https://doi.org/10.2118/26289-JPT

The Century Dictionary, (1899).

USGS, (2019). Hydraulic Fracturing, Water Resources Mission Area, United States Geological Survey. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.usgs.gov/mission-areas/water-resources/science/hydraulic-fracturing

UoB, (2023). Géothermie, Institut des sciences géologiques, Université de Berne. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://www.geo.unibe.ch/research/rockwater_interaction/research_rwi/geothermal_energy/index_eng.html

UoC, (2023). Energy Education, Heat. Université de Calgary. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://energyeducation.ca/encyclopedia/Heat

FORGE, (2023). Observatoire des frontières pour la recherche en énergie géothermique, FORGE. Ressource en ligne consultée en juin 2023, https://utahforge.com/

Van Horn, A., Amaya, A., Higgins, B., Muir, J., Scherer, J., Pilko, R., et Ross, M., (2020). Nouvelles possibilités et applications pour les systèmes d'énergie géothermique en circuit fermé. GRC Transactions, Vol. 44, 2020, pp 1123-1143, October 2020, https://publications.mygeoenergynow.org/grc/1034279.pdf

Van Horn, A., Muller, P., Pilko, R., Amaya, A., Muir, J., et Scherer. J., (2021). The Benefits of Geothermal Power, Evolution of the U.S. Electricity Grid, and the Need for Geothermal Research (Les avantages de l'énergie géothermique, l'évolution du réseau électrique américain et la nécessité de la recherche géothermique). GRC Transactions, Vol. 45, 2021, p 1878-1895, octobre 2021, https://publications.mygeoenergynow.org/grc/1034495.pdf

Van Zalk, J., et Behrens, P., (2018). L'étendue spatiale de la production d'électricité renouvelable et non renouvelable : A review and meta-analysis of power densities and their application in the U.S. Energy Policy, 123, 83-91, https://doi.org/10.1016/j.enpol.2018.08.023.

Yuan, W., Chen, Z., Grasby, S.E., Little, E., (2021). Closed-loop geothermal energy recovery from deep high enthalpy systems (Récupération d'énergie géothermique en boucle fermée à partir de systèmes profonds à haute enthalpie). Renewable Energy, 177, 976-991, https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.06.028