Resumo
A energia geotérmica é derivada do próprio calor da Terra. Os poços geotérmicos são testados periodicamente para avaliar as taxas de pressão e vazão e para medir a temperatura do subsolo. Estamos em busca de um sistema capaz de eliminar ou, pelo menos, reduzir consideravelmente o impacto olfativo causado pelos testes atmosféricos em poços geotérmicos, com foco na mitigação dos odores desagradáveis nas áreas próximas ao poço, além de controlar os níveis de sulfato de hidrogênio no local de operação do poço.
VISÃO GERAL
A Enel Green Power realiza atividades de perfuração e operação em poços geotérmicos localizados na Itália (principalmente na Toscana), Estados Unidos (Nevada) e Chile.
As emissões gasosas, em acordo com a regulamentação e leis italianas, são lançadas na atmosfera durante a fase de testes de poços, realizada após a conclusão da atividade de perfuração, com o objetivo de avaliar a capacidade de produção e de determinar as características físico-químicas do fluido. Dependendo das características do fluido geotérmico, a área próxima ao poço pode estar sujeita a odores relacionados à presença tanto de sulfato de hidrogênio, naturalmente presente no fluido geotérmico, quanto de outros compostos orgânicos voláteis (VOC).
Descrição
CENÁRIO
Dois problemas principais ocorrem durante a atividade de teste de poço:
a) Liberação na atmosfera de sulfato de hidrogênio ao redor da entrada do poço durante a primeira fase de abertura do mesmo (a duração típica é de cerca meia hora). Nesta fase, é importante manter o nível de concentração no ar, o que permite que os trabalhadores continuem operando normalmente.
b) Liberação na atmosfera de sulfato de hidrogênio e VOC durante o teste de poço (a duração típica é de dois a dez dias).
O teste de poço inicia-se com a abertura da válvula do cabeçote, levando à descarga na atmosfera, de gases não condensáveis e líquidos acumulados na parte superior do poço. Ou seja, gases não condensáveis, água e resíduos de óleos lubrificantes ecológicos. A duração desta fase depende das características do poço e pode ser de alguns segundos a minutos.
Uma vez que ambos, gases e líquidos presentes na parte superior do poço, tenham sido completamente liberados pela válvula do cabeçote, o fluido geotérmico proveniente do reservatório, composto por vapor d'água e gases não condensáveis, chega à entrada do poço.
A instalação para teste (veja figura) é composta por duas linhas em configuração paralela, usadas sequencialmente: a linha do separador ciclônico e a linha do silenciador. Quando o operador de teste fecha a válvula principal e abre as válvulas da linha separadora do ciclone, o fluido geotérmico, ainda caracterizado por uma quantidade significativa de fração líquida, começa a fluir na instalação. Nesta linha, estão instaladas duas peças dos equipamentos: uma válvula reguladora, remotamente controlada, e o tubo James. A válvula reguladora leva o valor da pressão a cair abaixo de um valor absoluto típico de cerca de 6 bar, enquanto o tubo James permite a medição da vazão do fluido. O fluido que sai do tubo James flui por meio de um separador de ciclone que libera a fração de gás na atmosfera e descarrega a fração de líquido em um tanque. O teor de líquido diminui gradualmente durante o teste e uma vez considerado insignificante, o operador realiza a troca de linha: a linha do separador ciclônico é fechada, enquanto a linha do silenciador é aberta gradualmente.
Assim como no caso da linha do separador ciclônico, a linha do silenciador é equipada com uma válvula reguladora de pressão. Atualmente, a duração dos testes em poços varia entre dois e dez dias. Durante o teste, é realizada campanha de monitoramento da qualidade do ar por meio de estações fixas e móveis capazes de medir a concentração de sulfato de hidrogênio no ar para verificar se os limites indicados pela OMS (Organização Mundial da Saúde) estão sendo respeitados.
CONTEXTO
Testes preliminares anteriores foram realizados pela Enel em relação à injeção no poço de peróxido de hidrogênio através de tubos de bobina. Embora, a redução do sulfato de hidrogênio tenha sido amplamente bem-sucedida, essa solução não foi implementada permanentemente devido à significativa complexidade da planta, somada ao grande esforço em comercializar esse procedimento. Além disso, em alguns casos é utilizado um compressor antes de iniciar o teste que empurra gases acumulados na parte superior do poço para dentro das fraturas do reservatório; assim, quando a válvula do cabeçote é aberta na fase inicial, a liberação de gás é reduzida.
Uma análise preliminar de prospecção comercial realizada no início de 2022 não identificou soluções técnicas adequadas para as aplicações propostas. No entanto, foi reconhecido que removedores de meios granulares secos, misturas de óxidos de ferro e/ou óxidos metálicos mistos ou um veículo inorgânico inerte podem ser componentes adequados de uma solução viável. Métodos aceitáveis podem separar o sulfato de hidrogênio do fluxo de água, ou ainda, tratar todo o fluido.
O DESAFIO
Identificar e testar uma solução capaz de eliminar ou, pelo menos, reduzir consideravelmente o impacto olfativo produzido durante o teste de poço geotérmico, com especial atenção ao sulfato de hidrogênio e outros VOC. A solução deve ser aplicável a poços com diferentes características em termos de vazão de fluido, temperatura, pressão, teor de gás e composição química. O método preferido não envolve tratamento no poço. Tal solução deve ser transportável para diferentes locais de teste.
REQUISITOS DA SOLUÇÃO
Os envios devem abordar os seguintes Requisitos de Solução.
As soluções propostas devem:
- TRL ≥7
- estar em conformidade com as normas europeias de segurança, especialmente em relação a vasos de pressão e tubulações;
- ser transportável por caminhões;
- reduzir, em pelo menos 90%, as emissões de sulfato de hidrogênio e outros gases olfativos liberados na atmosfera;
- processar o fluido durante todas as fases de teste descritas acima (descarga de gás pela válvula principal, fluir pela linha do separador ciclônico, fluir pela linha do silenciador);
- ser adequado para poços cujo fluido tenha as seguintes características:
- pressão na faixa de 1 a 40 bar (os valores referem-se ao fluido na entrada do poço à montante da válvula de regulagem);
- temperatura na faixa de 100 – 300°C
- composição química típica do fluido como segue (por volume): água 88 – 98%, gás não condensável: 2 – 12%; o gás não condensável tem a seguinte composição típica (em volume): dióxido de carbono 87 – 97%; metano 0,4 – 4%; hidrogênio 0,3 – 6%; sulfato de hidrogênio 0,4 – 4,5%; nitrogênio 0,5 – 4,5%;
- presença de VOC (Compostos Orgânicos Voláteis);
- condensado, como possível exemplo representativo, descrito com uma possível composição química da seguinte forma:
| pH | 5,5 – 7,6 |
| T.D.S. (salinidade) | 50 – 700 ppm |
| NH4+ | 34 – 210 ppm |
| H3BO3 | 50 – 650 ppm |
| SO4 | Traço – 19 ppm |
| Cl- | Traço – 35 ppm |
| Ca++ | Ausente – 5 ppm |
| Mg++ | Ausente – 4.5 ppm |
| H2S | 10 – 500 ppm |
- fluxo de massa: 10 – 100 t/h (50 t/h a ser considerado como valor médio estatisticamente representativo);
Além disso, a solução deve:
- não exigir vasos pressurizados para armazenar subprodutos;
- trabalhar no fluido à jusante das válvulas reguladoras de pressão mencionadas acima;
- reduzir as emissões de sulfato de hidrogênio e outros gases olfativos liberados na atmosfera em pelo menos 98%;
RESULTADOS DO PROJETO
A proposta apresentada deve incluir o seguinte:
- Uma explicação da solução proposta abordando requisitos de solução específicos, juntamente com uma justificativa bem fundamentada e dados pertinentes;
- Diagramas que ilustram aspectos importantes do projeto;
- Uma avaliação de custos e estratégia de implementação para campos geotérmicos na Itália;
- Referências de aplicação das tecnologias/processos propostos com foco em plantas industriais.
A proposta não deve incluir nenhuma informação de identificação pessoal (nome, nome de usuário, empresa, endereço, telefone, e-mail, site pessoal, currículo etc.) ou qualquer informação que os Proponentes possam considerar como sua Propriedade Intelectual e que não desejam compartilhar.
ODS
Este desafio contribui para os seguintes objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS) para transformar nosso mundo:
- ODS 11: Cidades e Comunidades Sustentáveis;
- ODS 13: Ação Climática;
- ODS 17: Parcerias para atingir a Meta.
Regras do Desafio
Antes de enviar uma solução, todos os proponentes são convidados a ler atentamente o Desafio e seu Regulamento, abaixo na seção “Anexos”.
Ao enviar uma solução, aceita-se automaticamente os Regulamentos anexos, além dos Termos de Uso desta plataforma.
Explique sua proposta claramente em inglês e, se necessário, anexe documentos (máximo de 5 arquivos, tamanho total de 25 MB).
Prazo final
As inscrições para este desafio estão abertas até às 23h59 (Fuso horário da Europa Central) de 16 de janeiro de 2023.
Não serão consideradas inscrições submetidas fora desse prazo.
Elegibilidade
De acordo com a lei italiana, com exceção das pessoas envolvidas na organização e gestão do OPEN INNOVABILITY® CHALLENGE, assim como seus cônjuges/companheiros e parentes de até quarto grau, propostas podem ser apresentadas por qualquer funcionário que trabalhe com pessoas jurídicas pertencentes ao perímetro da Enel Green Power ao redor do mundo.
Serão aceitas propostas de todos os funcionários que trabalham nas pessoas jurídicas dentro do perímetro da Enel Global Power Generation e da Enel Grids em todo o mundo, com exceção das pessoas envolvidas na organização e gestão do OPEN INNOVABILITY® CHALLENGE, assim como, seus cônjuges/companheiros e seus parentes de até quarto grau, como de acordo com a lei italiana.
Sem prejuízos, com o artigo 5.5 dos Termos de Uso, a obrigação de conceder os direitos de Propriedade Intelectual definidos neste artigo, não se aplica se a solução vencedora for proposta por um funcionário de uma empresa Enel. A não ser que o funcionário em questão seja, de acordo com a legislação nacional vigente, proprietário da solução.
Explique sua proposta claramente em inglês, anexe os documentos (máximo de 5 arquivos, em um total de 25 MB), se necessário.
As propostas serão aceitas até às 11:59 PM (Fuso horário da Europa Central) do dia 15 de janeiro de 2023. A avaliação das propostas terá início logo após esta data.
DESAFIO, PRÊMIO, DIREITOS DE PROPRIEDADE INTELECTUAL
Trata-se de um Desafio Teórico, que exige apenas a apresentação de uma proposta escrita. O prêmio do Desafio dependerá da avaliação teórica do projeto realizada pelo Requerente.
Para receber o prêmio, os Proponentes não terão que transferir os direitos exclusivos de Propriedade Intelectual para o Requerente. Ao invés disso, o Proponente irá conceder ao Requerente uma licença não-exclusiva para praticar suas soluções.
Sem prejuízo do artigo 5.5 dos Termos de Uso, a obrigação de conceder os direitos de PI estabelecidos neste artigo não se aplica se a solução vencedora for proposta por um funcionário de uma empresa da Enel, a menos que o funcionário seja o proprietário da solução de acordo à legislação nacional aplicável.
Regulamento específico no CSA anexado no final desta página.
Regulamento
Olfactory impact minimization of atmospheric geothermal well testing Regulation
O que acontece depois?
A Enel vai avaliar a proposta usando os seguintes critérios:
- Viabilidade científica e técnica geral da solução proposta;
- Potencial econômico do conceito (por exemplo, Custo Total de Propriedade);
- Potencial de negócios para a Enel;
- Novidade e criatividade;
- Potencial para posição proprietária (ou seja, a tecnologia é nova ou pode ser protegida);
- Capacidades do usuário e experiência relacionada;
- Realismo da solução proposta;
- Nível de maturidade da proposta.
Uma vez identificada(s) a(s) solução(ões) adequada(s), a Enel reservará a oportunidade de iniciar uma colaboração, por exemplo, com todas ou parte das seguintes atividades:
- Execução de testes;
- Fornecimento de protótipos (se for um equipamento);
- Testes de instalação e localidade;
- Acompanhamento e monitoramento do comportamento da ideia proposta.
Após a conclusão da avaliação, você receberá um feedback.
Em caso de sucesso, um colaborador da Enel fará contato com você para discutir os próximos passos.
O prêmio final para este Desafio depende da conclusão satisfatória do processo de verificação, incluindo a aceitação do Acordo Específico do Desafio (CSA), que é o regulamento para este Desafio. O processo de verificação inclui a obtenção do seguinte pelo Proponente: declaração assinada (com base no CSA); renúncia do funcionário (se aplicável); comprovante de identidade e Questionário de Análise de Contraparte (CAQ).
SOBRE WAZOKU CROWD
Wazoku Crowd está colaborando com a Enel no gerenciamento deste desafio. Imagine um mundo aonde qualquer problema que você possa vir a ter possa ser verificado por milhões de olhos especializados e motivados. O Wazoku Crowd torna isso possível. Com seus vinte anos de experiência em crowdsourcing, o Wazoku Crowd é padrão de excelência para open talent e para soluções de inovação externa. Organizações comerciais, governamentais e humanitárias utilizam o Wazoku Crowd para resolver problemas que impactam a humanidade em diversas áreas, desde o meio ambiente, até a avanços médicos.