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Enregistrement W3043765562 · doi:10.5194/egusphere-egu2020-508

Shallow geothermal technology as alternative to diesel heating of subarctic off-grid autochthonous communities in Northern Quebec (Canada)

2020· article· en· W3043765562 sur OpenAlexaffabout
Nicoló Giordano, Evelyn Gunawan, Félix-Antoine Comeau, Mafalda M. Miranda, Hubert Langevin, Matteo Covelli, Paul Piché, Jessica Chicco, Stéphane Gibout, Didier Haillot, Alessandro Casasso, Giuseppe Mandrone, Cesare Comina, Richard Fortier, Jasmin Raymond

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueClimate change and permafrost
Établissements canadiensUniversité LavalÉcole de Technologie SupérieureInstitut National de la Recherche Scientifique
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésGeothermal gradientGeothermal energyBoreholeEnvironmental sciencePermafrostThermal conductivityHydrology (agriculture)GeologyGeophysicsOceanographyGeotechnical engineeringPhysicsThermodynamics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In the north of Québec (Canada), off-grid aboriginal communities rely on diesel for both space heating and electricity production. Renewable alternatives are therefore necessary to reduce the impact of burning diesel in a region with strong population growth and increasing energy needs. The main challenges are the subarctic environment (more than 8000 heating degree days), the presence of permafrost and the lack of local expertise on drilling and installation of borehole heat exchangers. The communities of Kuujjuaq (58 °N) and Whapmagoostui-Kuujjuarapik (W-K, 55 °N) were chosen as case studies to evaluate the shallow geothermal potential and predict the long-term behaviour of ground source heat pumps (GSHP) and underground thermal energy storage systems (UTES). Local geology mainly consists of low permeable and thermally conductive crystalline bedrock (thermal conductivity of 2-4 W/mK) underlying highly permeable, frost-susceptible and poorly conductive marine sediments (thermal conductivity of 1-1.5 W/mK), generally not thicker than 30-40 m. Electrical resistivity tomography and ground penetrating radar surveys have been carried out to locally evaluate the presence of ice-rich ground that strongly depends on the local hydrogeological conditions. Average underground temperature in the first 100 m is around 1 °C in Kuujjuaq and 2 °C in W-K. Geothermal gradient and heat flux were estimated to be on average 15 °C/km and 40 mW/m2, respectively. Results of the studies carried out in these villages show that both GSHP and UTES are viable technologies to replace part of the current diesel consumption of residential buildings and drinking water facilities, with 10% to 50% primary energy saving depending on the technology. Fifty years’ life-cycle cost analyses demonstrated that the levelized cost of energy for GSHP and UTES is as low as 0.10 and 0.19 USD$/kWh, respectively, compared to the business-as-usual scenario standing at 0.21 USD$/kWh. It also turned out that the energy and drilling costs are key obstacles to a widespread deployment of these technologies in the North. A cost of 110 USD$/m has been defined as a threshold for getting interesting paybacks on the initial financial investment. UTES is also a valuable technology aiming to extend the growing season of community greenhouses in place in both Kuujjuaq and W-K. In Kuujjuaq, a coupled daily and seasonal heat storage is under study to provide renewable heat and help increase the food security in Nunavik. Future activities aim at the set-up of a first demonstration plant to be tested in a subarctic environment with underground close to permafrost conditions. A 200-m well will be drilled in 2020 in W-K and the installation of a borehole heat exchanger will be showcased for technological transfer. Conventional thermal response tests (TRT) and a novel approach of oscillatory TRT will also be carried out to evaluate the in-situ thermal conductivity and heat capacity.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,017
Score d'incertitude au seuil0,125

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0020,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,033
Tête enseignante GPT0,232
Écart entre enseignants0,199 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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