Norský dodavatel vrtných zařízení Norhard věří, že jeho řešení Eco Drilling má potenciál nejen být změnou, ale stát se de facto standardní metodou pro vrtání vodních cest a tlakových šachet pro rozvoj malých vodních elektráren po celém světě. Norhard byl založen v roce 2006.

Záměrem bylo vyvinout novou technologii, která umožní využití malého potenciálu vodní energie šetrným způsobem bez narušení krajiny. Vrtání zdola a nahoru, po předdefinovaných křivkách s vysokou přesností a za použití plně elektricky ovládaného zařízení, bylo základním zadáním pro technický rozvoj.

Jak Norhard dělá realitu z „neproveditelných“ vodních elektráren

Norhard umožňuje rozvoj vodních elektráren v místech, která jsou v současné době neuskutečnitelná z důvodu nákladů, technických nebo environmentálních problémů. Tato technologie eliminuje potřebu vybudování dočasných přístupových cest na vrchol hory.

Provozní obálka dosahuje v současné době délky až 2 km a průměry v krocích od 400 mm do 1 500 mm. Řízení směru je v odchylce menší než 1 m na 1 000 m vyvrtané vzdálenosti. Odpady z vrtání jsou vyplachovány z tunelu v uzavřeném oběhu.

Systém se skládá ze sedimentační nádrže pro usazování odpadu a čerpadel pro recirkulaci vody do vrtací hlavy. Pro usnadnění účinného odstraňování odpadu z tunelu gravitací by neměl být sklon tunelu nižší než přibližně tři stupně.

Souběžně s technickým rozvojem Norhard již dodal vrtání a obložení tlakových šachet pro více než 20 malých vodních elektráren po celém Norsku produkujících více než 250 GWh. Částečné nebo úplné obložení tunelu je součástí dodávky.

Výchozím bodem pro vrtání může být místo pod širým nebem nebo v podzemí.

Řešení Eco Drilling společnosti Norhard bylo vytvořeno v roce 2016/2017 s cílem navrhnout kompletní vrtné řešení speciálně určené pro využití potenciálu vodní energie na základě provozních zkušeností získaných použitím technologie a zařízení Norhard během prvních 10 let činnosti.

Vrtná operace v Kjerringnes je pilotní činností v rámci probíhajícího projektu ECO-DRILLING spolufinancovaného programem Evropské unie Horizon 2020.

Specifikace jsou zaměřené na schopnost, provozní a environmentální účinnost pro usnadnění rozšíření výroby obnovitelné vodní energie ze zbývajících potenciálů.

V Norsku je podle zprávy Světové organizace pro průmyslový rozvoj OSN za rok 2016 o výstavbě malých vodních elektráren v roce 2016 již schváleno vybudování přibližně 400 malých vodních elektráren a na celém světě existuje přibližně 14 000 malých vodních potenciálů.

Řešení Eco Drilling od společnosti Norhard je řešení pro směrové vrtání s plným profilem, které významně snižuje dopad výstavby konstrukčních tlakových šachet pro vodní energii a náklady na výstavbu.

Ve srovnání s alternativní metodou Drill & Blast (D&B), Eco Drilling nepoužívá výbušniny takže v kombinaci s vrtáním do stoupání snižuje emise CO₂ o 140 t na průměrný projekt vodní energie.

Metoda Eco Drilling zahrnuje nejmodernější elektrický vrtací motor přímo připojený k vrtáku a neotáčivou vrtací tyč (the drill string). Tím se snižuje tření mezi vrtací tyčí a horninou na minimum a následně se tak snižuje celková spotřeba energie v systému.

Technické možnosti ekologického vrtání

Cílem společnosti Norhard je prodloužit délku vrtání až na 3 km a pokrýt případný rozdíl až do výšky 1 km.

Ve srovnání s tradičními metodami, Eco Drilling zlepšuje dopady na zdraví, bezpečnost a životní prostředí i na pracovníky, snižuje nebezpečné činnosti a eliminuje problémy s lidskou toxicitou, jako je fotochemická oxidační tvorba, tvorba částic a acidifikace půdy.

Společnost Norhard byla v roce 2017 financována prostřednictvím programu Evropské unie pro horizont 2020 pro rozvoj a mezinárodní komercializaci technologie Eco Drilling. Norhard financuje zbývající část.

Dvoustupňový projekt z Vågaåna 2009, snímek pořízený během vrtání.

Projekt Eco Drilling je provozován interně v organizaci Norhard po dobu dva a půl roku. Jedním z pilotních stanovišť je tlaková šachta dlouhá 1,5 km při rozdílu nadmořské výšky 500 m a průměru 1 200 mm.

Cílem je usnadnit pozici společnosti Norhard jako hlavního dodavatele náročných řešení tlakových šachet pro malé vodní elektrárny v Norsku a využít zkušenosti a znalosti k rozvoji technologie na celém světě prostřednictvím partnerství s místními finančními a dalšími technickými partnery na relevantních trzích.

Tato technologie je také dobře přizpůsobena pro použití i v jiných segmentech trhu, než jsou malé vodní elektrárny.

Převod toku vodních zdrojů ve vysokých nadmořských výškách do již existujících velkých vodních systémů je v některých případech účinným způsobem optimalizace již vybudované infrastruktury, aby bylo možné získat více obnovitelné vodní energie.

Zařízení je přizpůsobené pro dopravu vrtulníky a pro doplňkové technologie se zaměřením na vrtání tunelů ve vodorovných úsecích.

Firma Norhard věří, že technologie Eco Drilling může mít i potenciál podporovat systémy pro splachování sedimentů v nádržích se sníženou kapacitou způsobenou jejich hromaděním.