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Montserrat sur la voie de la géothermie ? // Montserrat on the path to geothermal energy?

drapeau-francaisAprès s’être réveillé en juillet 1995, le volcan Soufrière Hills a dévasté une grande partie de Montserrat, transformé les deux tiers de l’île en une zone d’exclusion et enfoui Plymouth, l’ancienne capitale, sous une épaisse couche de cendre. Aujourd’hui, le volcan s’est calmé et Montserrat envisage d’utiliser la chaleur du sous-sol comme clé de voûte de son économie pour les années à venir.
Des tests effectués par des experts islandais ont révélé un potentiel prometteur pour alimenter l’île en énergie géothermique. Cette électricité verte et bon marché réduirait les factures pour les ménages; elle permettrait aussi de stimuler les investissements en mettant fin à plusieurs décennies d’électricité à des prix prohibitifs et des approvisionnements peu fiables en énergie fossile. Montserrat est actuellement dans l’obligation d’importer des combustibles fossiles coûteux pour alimenter cinq générateurs diesel très vieux et peu fiables, ce qui met l’île à la merci de la fluctuation des prix du pétrole. On espère aussi à Montserrat que le passage à l’énergie renouvelable fera grimper le nombre de vacanciers en mettant en avant les vertus écologiques.
Montserrat effectue des recherches en énergie géothermique depuis les années 1970, mais des doutes quant à la réussite des projets coûteux les ont empêchés de devenir réalité. En 2013, deux puits d’exploration ont été forés à des profondeurs allant jusqu’à 2900 mètres, avec des températures de 260 ° C. Ce projet de 13 millions de dollars a été financé par le Département britannique de Recherche et de Développement qui a accepté de financer le forage d’un troisième puits. Les deux puits existants devraient être en mesure de produire 1,5 mégawatts d’électricité chacun, ce qui est beaucoup plus que les besoins de l’île qui sont seulement de 1,7 mégawatts. Le seul frein à ce projet est la nécessité de réinjecter dans le réservoir le fluide géothermal utilisé, en sachant que l’un des puits pourrait être utilisé à cette fin.
Montserrat ne serait pas le premier pays des Caraïbes à utiliser la chaleur de son sous-sol. St Vincent, Ste Lucie, St Kitts & Nevis et la Dominique ont fait des progrès significatifs dans ce secteur. A Montserrat, on espère que le projet donnera à l’île et ses 5000 habitants une plus grande autonomie et réduira ainsi sa dépendance envers le Royaume-Uni. Un autre avantage de l’énergie géothermique serait l’utilisation de la chaleur résiduelle pour d’autres applications comme la réfrigération, le durcissement des blocs de béton et le séchage des produits agricoles.
Adapté d’un article de BBC News: http://www.bbc.com/news/world-latin-america-34648340

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drapeau-anglaisStarting in July 1995, the eruption of the Soufriere Hills devastating a large part of Montserrat, leaving two-thirds of the Caribbean island an exclusion zone and Plymouth, the former capital city, buried deep in ash. Today, the volcano has quietened down and Montserrat might now use the volcano’s heat as a key to its future.
Expensive tests carried out by Icelandic experts indicate promising potential to power the island using geothermal energy. This cheaper, greener electricity would not only slash bills for householders; it could also stimulate external investment by ending decades-old problems of prohibitive electricity costs and an unreliable supply. Montserrat is currently wholly dependent on expensive fossil fuel imports to power its five very old and unreliable diesel generators, leaving it at the mercy of fluctuating oil prices. There are high hopes that switching to renewable energy would increase the number of holidaymakers by cementing its status as an eco-haven.
Montserrat has been looking into geothermal energy since the 1970s, but doubts about the success of the costly project prevented it from becoming reality. In 2013, two exploratory wells were drilled to depths of up to 2,900metres, striking temperatures of 260°C. The 13-million-dollar initiative was funded by the UK Department for International Development which has now agreed to pay for a third well to further the project. The two existing wells are thought to be capable of producing 1.5 megawatts of power each, which is much more than the 1.7 megawatts the island uses. The only obstacle to the project is that there is the need to re-inject spent geothermal fluid back into the reservoir. This means using one of the wells for that purpose.
Montserrat would not be the first Caribbean country to make use of its volcano in such a way.
St Vincent, St Lucia, Nevis and Dominica are among those making significant progress in the sector. At Montserrat, it is hoped the project would put the island and its 5,000 inhabitants on a path to greater self-sufficiency as well as reducing reliance on the UK. Another benefit of geothermal energy would be the possibility of using the waste heat for other things like refrigeration, curing concrete blocks and drying agricultural products.
Adapted from a BBC News article: http://www.bbc.com/news/world-latin-america-34648340

MontserratVolcan Soufriere Hills à Montserrat (Crédit photo: Wikipedia)

Bientôt un câble électrique entre l’Islande et la Grande Bretagne // A power cable soon between Iceland and Britain

drapeau francaisC’est bien connu: En Islande, environ 95 pour cent de l’électricité provient de sources renouvelables telles que les centrales hydro-électriques et l’énergie géothermique d’origine volcanique. Au contraire, la Grande-Bretagne a besoin de se rabattre sur les centrales thermiques ou nucléaires pour produire sa propre énergie électrique. Aujourd’hui, le pays veut augmenter sa capacité d’importation d’électricité en raison d’une réduction à venir de sa production nationale.
David Cameron est en Islande ces jours-ci et les premiers ministres des deux pays devraient signer un accord qui permettrait aux volcans de l’Islande de chauffer les maisons britanniques via un câble électrique sous-marin qui sera le plus long au monde. D’une longueur de quelque 1200 km, sa mise en place prendra entre 7 et 10 ans. Les deux pays ont déjà émis cette idée en 2012, mais elle n’a guère avancé depuis cette époque. Le câble fournirait au Royaume-Uni sur le long terme un approvisionnement en énergie renouvelable et permettrait au pays d’avoir une meilleure sécurité énergétique.
Sources: Reuters et Iceland Review.

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drapeau-anglaisIt’s a well-known fact: Around 95 percent of Iceland’s electricity comes from renewable sources such as hydro-electric plants and geothermal power from volcanoes. On the contrary, Britain needs to rely on thermal or nuclear power stations to produce its own power. Today, the country is keen to increase its electricity import capacity due to a looming supply crunch in its domestic power generation.
David Cameron is in Iceland these days and the prime ministers of both countries are expected to sign an agreement that would allow Iceland’s volcanoes to heat British homes within 10 years. At around 1,200 kilometres, it would be the longest in the world and take seven to 10 years to build. The two countries first raised the idea in 2012 but little progress has been made since that time. It would provide a sustainable, long-term renewable energy supply and increase the UK’s energy security.
Sources: Reuters & Iceland Review.

Islande-centrale

Photo: C. Grandpey

Système Géothermique Stimulé dans l’Orégon // Enhanced Geothermal System in Oregon

drapeau francaisDans plusieurs notes écrites sur ce blog en 2008, 2011 et 2012, j’ai expliqué qu’il existait un projet d’exploitation de l’énergie géothermique dans le secteur du volcan Newberry, au cœur de l’Oregon. Aujourd’hui, le projet est en passe de devenir réalité. Il est censé produire une énorme quantité d’énergie aux États-Unis. La société AltaRock Energy exploite la chaleur de la terre à trois kilomètres de profondeur et la transforme en une électricité fiable et rentable.
Quand les gens évoquent la géothermie, ils pensent en général à des ressources hydrothermales situées dans les zones volcaniques le long de plaques tectoniques. En fait, le potentiel de la géothermie est beaucoup plus vaste et géographiquement dispersé. Il existe un énorme potentiel pour les Systèmes Géothermiques Stimulés (SGS ou EGS) à travers les États-Unis et toute la planète.
Un système SGS fonctionne en forant le sol et en injectant de l’eau dans un système en boucle fermée destiné à créer des fractures dans la roche. On ajoute de l’eau pour absorber la chaleur émise par la roche, ce qui entraîne une production de vapeur qui remonte vers la surface et actionne une turbine.

Le Massachusetts Institute of Technology Group (MIT) qui a supervisé le projet recherchait une méthode pour produire 100 000 MW aux Etats-Unis par le SGS. Les chercheurs ont remarqué que la qualité de la ressource géothermique repose sur trois facteurs fondamentaux:
1) La relation température-profondeur (également appelée gradient géothermique), autrement dit la profondeur à laquelle il faut forer pour obtenir la chaleur nécessaire.
2) La perméabilité et la porosité de la roche réservoir. C’est un facteur important car cela concerne la zone de surface à laquelle l’eau (qui absorbe la chaleur nécessaire) est exposée.
3) La saturation en fluide. (La quantité de fluide dans la roche susceptible d’absorber la chaleur)
Comme le fait remarquer le rapport du MIT, le SGS est intéressant pour plusieurs raisons, notamment parce qu’il fournit de l’électricité pratiquement sans carbone et la roche source est abondante aux Etats-Unis.

Le groupe d’étude a indiqué que le potentiel de ce type de ressource géothermique était énorme et très rentable: Avec un investissement privé/public se situant entre 800 millions et un milliard de dollars sur une période de 15 ans, la technologie SGS pourrait être déployée commercialement sur une échelle de temps qui produirait plus de 100 000 MW d’ici 2050.
La technologie SGS est très différente de l’hydrofracturation pour le gaz naturel. On n’a pas besoin de percer latéralement, ni d’utiliser des produits chimiques ou du sable pour ouvrir les fractures dans la roche. En outre, aucune eau usée n’a besoin d’être éliminée. C’est la différence de température entre l’eau froide et la roche très chaude qui provoque les fractures. Ces fractures à leur tour aboutissent à une augmentation de surface pour le transfert thermique ultérieur de la roche vers l’eau. Une préoccupation du public a été la possibilité de voir apparaître des séismes, ce que l’on appelle la « sismicité induite ». Mais comme l’a démontré AltaRock en utilisant des mesures obtenues lors du projet Newberry, les stimulations provoquées par la technologie SGS déclenchent une «sismicité inférieure aux vibrations que subit un stade de football rempli de spectateurs lors d’un grand match de la NFL » (National Football League aux Etats-Unis).
Une autre différence est que la fracturation pratiquée par AltaRock utilise une boucle fermée. Une fois que le réservoir est initialement chargé, il n’est plus nécessaire d’ajouter d’eau, et les centrales peuvent alors produire de l’énergie pendant des décennies.

Dans l’Oregon, AltaRock est en train de construire l’une des centrales les plus importantes des États-Unis La société a foré jusqu’à 3.000 mètres dans la roche sèche et chaude, à 300 ° C, avec presque pas de perméabilité à la base, et elle a utilisé sa propre technologie pour créer un réservoir géothermique.
L’entreprise a un coût: 40 millions de dollars viennent d’investisseurs privés, complétés par 21,5 millions de dollars du Ministère de l’Énergie. Le projet est également soutenu par plusieurs institutions universitaires et scientifiques.
Il comporte plusieurs étapes (voir schéma ci-dessous). La première consiste à forer le premier puits d’exploration et d’injection. Ce puits fournit des informations concernant les températures de fond de forage et c’est le puits dans lequel l’eau est injectée pour fracturer la roche et créer le réservoir géothermique. Une fois que le réservoir est créé, d’autres puits de production sont forés ; ils seront reliés au premier puits de telle sorte que l’eau se déplace de l’un à l’autre. L’eau surchauffée (à environ 300 ° C) va remonter le long des puits de production vers la surface et la vapeur qui en résulte va passer par un générateur afin de produire de l’électricité.
En l’état actuel des choses, le projet Newberry a déjà vu l’achèvement du puits d’injection, la stimulation de la ressource, et la création de la perméabilité. La prochaine étape consistera à forer des puits de production qui auront une «communication» avec l’eau injectée dans le premier puits, créant ainsi un réseau en boucle fermée.
La géothermie haute température par stimulation pourrait devenir une technologie essentielle pour répondre aux besoins futurs des Etats-Unis en électricité, et elle peut être utilisée dans tout le pays.

Sources : Forbes.com & The Oregonian.

On pourra consulter un site en français qui explique fort simplement le principe des systèmes géothermiques stimulés:

http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/geothermie-haute-temperature-par-stimulation

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drapeau anglaisIn several notes written on this blog in 2008, 2011 and 2012, I explained that there was a project to exploit geothermal energy at Newberry volcano, in central Oregon. Today, the project is in a fair way to become reality. It is said to hold the promise to producing an enormous amount of energy in the United States. The AltaRock Energy company is mining the earth’s heat three kilometres down and turning it into a reliable and cost-effective supply of electricity.

When most people think of geothermal, they envision the hydrothermal resources that are located in volcanic zones along tectonic plates, but the potential for geothermal is much larger and geographically dispersed. In fact, there is enormous potential for heat mining Enhanced Geothermal Systems (EGS) throughout the U.S. and the world.

EGS works by drilling a hole into the ground, and pumping water into a closed loop system to create fractures in the rock. Additional water is added to absorb heat from the rock, which turns to steam at the surface and drives a turbine.

The Massachusetts Institute of Technology (MIT) group which supervised the project was specifically looking at what would be necessary to produce 100,000 MW of EGS in North America, which would represent about 10% of overall US generating capacity. They noted that the quality of the geothermal resource is affected by three basic factors:

1)   The temperature-depth relationship (also referred to as the geothermal gradient), in other words, how deep you have to drill to obtain the requisite heat.

2)   The reservoir rock’s permeability and porosity. This matters because it affects the surface area that the water (which absorbs the necessary heat) is exposed to.

3)   The amount of fluid saturation. (How much fluid in the rock that can absorb the heat)

As the MIT report noted, EGS is attractive for several reasons, including the fact that it provides virtually carbon free electricity and the source rock resource exists widely throughout the United States.

The study group indicated that the potential of this resource was enormous and cost-effective: With a combined public/private investment of about $800 million to $1 billion over a 15-year period, EGS technology could be deployed commercially on a timescale that would produce more than 100,000 MW of new capacity by 2050.

EGS is a very different technology than hydro-fracking for natural gas. One doesn’t have to drill sideways, nor use chemicals or sand to open up fractures in the rock. Also, no wastewater is produced that needs to be disposed of. Rather, it’s the temperature differential between cold water and hot rock that creates the fractures. These fractures in turn result in enhanced surface area for subsequent heat transfer from the rock to the water. Another public concern has been the potential for creating earthquakes, referred to as “induced seismicity.” But as Altarock highlights using measured data from the Newberry project, EGS stimulations result in « seismicity that is lower than a packed football stadium during a big NFL game ».

Another difference from fracking is that AltaRock is using a closed loop. Once the reservoir is initially charged, no more additional water is needed, and the plants can then produce power for decades.

In Oregon, AltaRock is building one of the most important power plants in the U.S. The company has drilled 3,000 metres into hot dry rock, at 300°C, with almost no permeability at the bottom and used its own technology to create a geothermal reservoir.

The undertaking is not cheap: 40 million dollars are coming from private investors, complemented by a $21.5 million from the Department of Energy. The project is also supported by several university and scientific institutions.

It involves several stages (see image below). The first element involves drilling the initial exploratory and injection well. This well provides information concerning downhole temperatures and is the well into which the water is introduced to fracture the rock and create the geothermal reservoir. Once the reservoir is created, additional vertical production wells are drilled, and they will have connectivity to the first well so that water moves from one to the other. The superheated water (at about 300°C) will rise up the production wells to the surface and the resulting steam will course through a generator to create electricity.

At this point, the Newberry Volcano project has already seen completion of the injection well, stimulation of the resource, and the creation of permeability. The next step is to drill the producer wells that will have ‘communication’ with the water injected into the first well, creating the closed loop network.

Enhanced geothermal can be a critical technology in meeting the U.S. future electric energy requirements. And it can be located all across the country.

Sources : Forbes.com & The Oregonian.

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Source: AltaRock

Hawaii: Protection du réseau électrique // Protection of the electrical network

drapeau francaisPour le moment, la lave ne représente pas une menace pour les zones habitées, mais la compagnie Hawaii Electric Light travaille en collaboration avec la Protection Civile et d’autres organismes pour surveiller et évaluer la progression de la coulée du 27 juin. Plusieurs mesures sont prévues dans le cas où la lave atteindrait la zone de Paoha et isolerait la partie sud-est du district de Puna.  Les mesures comprennent:
– La protection des poteaux électriques contre la chaleur générée par la lave en enfermant partiellement certains des poteaux en bois avec des matériaux résistant à la chaleur ;

– L’augmentation de la distance entre certains poteaux électriques en fonction de l’étendue de la coulée de lave;
– La mise en place de lignes électriques alternatives le long de Government Beach Road et dans d’autres secteurs afin d’alimenter le district de Puna si les lignes électriques existantes deviennent inutilisables;
– Le transfert de générateurs vers le District de Puna afin de fournir une source alternative d’électricité si la coulée de lave isolait ce secteur du réseau électrique général de l’île. En outre, Hawaii Electric Light étudie la possibilité d’installation d’un micro-réseau si une telle situation devait se produire. Un micro-réseau est déconnecté du réseau général et produit de l’électricité pour un domaine spécifique.
S’agissant des personnes susceptibles d’être évacuées, Hawaii Electric Light recommande de couper l’électricité au disjoncteur principal et de débrancher ou d’éteindre les appareils électriques.
Le « Manuel des mesures d’urgence » diffusé gratuitement par la compagnie fournit des informations détaillées sur la préparation aux situations d’urgence. Le manuel, rédigé en plusieurs langues, est disponible dans les bureaux de l’entreprise, sur son site Internet www.hawaiielectriclight.com, ou en téléphonant au 969-0137.

Source : Presse locale hawaiienne.

On ne peut que louer les efforts fournis par les Hawaiiens pour anticiper l’arrivée de la lave dans les secteurs de Paoha et du District de Puna. Reste à savoir si ces efforts seront suffisants. Une arrivée importante de lave et la coupure de la Route 130 pourraient modifier à jamais la vie dans cette partie de la Grande Ile. Pour le moment, on n’observe aucune panique au sein de la population qui a déjà été confrontée à plusieurs reprises aux assauts de la lave. Pourtant, si la partie sud-est du District de Puna devait être isolée du reste de l’île, il y a de fortes chances pour que l’on observe – au moins provisoirement – un mouvement de la population. Même si des routes alternatives sont construites, elles seront beaucoup moins pratiques que la Highway 130 et obligeront à faire des détours, ne serait-ce que pour  rejoindre Hilo. On peut s’attendre à ce que des habitants du District déménagent et aillent vivre ailleurs. Il ne faut pas oublier que les Américains ont un esprit beaucoup moins sédentaire que les Européens, les Français en particulier! Mais nous n’en sommes pas là; le front de lave se situe encore à près de 3 kilomètres de la Route 130 et à 1,7 km de Apa’a Street (voir carte ci-dessous) qu’il pourrait atteindre d’ici une quinzaine de jours.

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drapeau anglaisFor the time being, lava is not a threat to populated areas but Hawaii Electric Light is working with the Civil Defense and other agencies to monitor and evaluate the June 27th lava flow and is prepared to respond with several plans to keep the power on if lava reaches the Paoha area and isolates the SE part of Puna district.

The plans include:

– The protection of power poles from the heat generated by the lava by partially encasing select wooden poles with heat resistant and dispersive material;

– Increasing the distance between select power poles to span the lava flow;

– The extension of the distribution lines on Government Beach Road and other areas as an alternate means to provide power to Puna subdivisions if the normal power distribution lines become inoperable;

– The relocation of generators to the Puna District to provide an alternate source of generation should the flow isolate the area from the island-wide power grid.

In addition, Hawaii Electric Light is exploring the possibility of operating a micro-grid in the event the lava flow isolates lower Puna from the power system. A micro-grid is disconnected from the utility grid and generates power for a specific area.

For customers who might have to evacuate, the company recommends to shut off electricity at the main breaker or switch and unplug or turn off electric equipment and appliances.

Hawaii Electric Light’s free “Handbook for Emergency Preparedness” provides detailed information on preparing for emergency situations. The handbook, written in several languages, can be found at the company’s business offices, on its website www.hawaiielectriclight.com, or by calling 969-0137.

Source: Local newspapers.

One can but praise the efforts made ​​by the Hawaiians to anticipate the arrival of lava in the areas of Paoha and the Puna District. The question is whether these efforts will be sufficient. A large influx of lava and the cutting of Highway 130 could forever alter life in this part of Big Island. For now, there is no panic among the population that has been repeatedly confronted with the onslaught of lava. Yet, if the south-eastern part of Puna should be isolated from the rest of the island, the odds are that we would observe – at least temporarily – a movement of the population. Even if alternative routes are built, they will be much less convenient than Highway 130 and force people to make detours, if only to reach Hilo. It can be expected that the people of the District will move and live elsewhere. We must not forget that Americans are far less sedentary than Europeans, especially French people! Let’s not be pessimistic, lava is still nearly 3 kilometres away from Highway 130 and 1.7 km from Apa’a Street (see map below) it might reach in about two weeks.

Electric-poles

Protection des poteaux électriques  (Crédit photo:  West Hawaii Today).

Carte-Pahoa

Position de la coulée par rapport à la Route 130 et à la bourgade de Pahoa.  (Source: USGS / HVO).