REGIERUNGSPRÄSIDIUM FREIBURG Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau Title Der Personenkreis...

REGIERUNGSPRÄSIDIUM FREIBURGLandesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau

Title

Der Personenkreis „Tiefe Geothermie“ und seine Rolle für das Projekt

Ingrid Stober

Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, Baden-Würtembergim Regierungspräsidium Freiburg


Auftrag

Auftrag

Der Bund/Länder-Ausschuss Bodenforschung (BLA-GEO) hat am 23./24.09.2004 der Ad Hoc AG Hydrogeologie der staatlichen geologischen Dienste (SGD) den Auftrag erteilt, zwei Personenkreise (PK) zu den Themen “Nutzung des oberflächennahen geothermischen Potentials” und “Nutzung des tiefen geothermischen Potentials” einzurichten.

Die beiden PK sollen innerhalb eines Zeitraums von maximal zwei Jahren einen bundeseinheitlichen digitalen Produktkatalog zur wirtschaftlichen Anwendung geothermischer Daten erarbeiten.


PK Mitglieder

PK Tiefe Geothermie

der Ad-hoc-Arbeitsgemeinschaft Geologie des Bund/Länder-Ausschuss Bodenforschung (BLA-GEO)

MitgliederR. Blum (HLUG), H.-G. Fritsche (HLUG), T. Fritzer (LfU Bayern), M. Göthel (LBGR Brandenburg), H. Huckenriede (TLUG), J. Iffland (LUNG M-V), T. Kärcher (LGB RLP), M. Kracht (HLUG), W. Kuhn (LGB RLP), M. Pasternak (NLfB), S. Pester (GGA), I. Rappsilber (LAGB-LSA), R. Schellschmidt (GGA), R. Schulz (GGA), I. Stober (LGRB-RPF BW), C. Thomsen (LANU-SH), T. Walter (LUA Saarland), P. Wolf (LfUG Sachsen), V. Wrede (GD NRW)

Obfrau: I. Stober (LGRB-RPF BW)


PK Aufgaben

PK Tiefe Geothermie

Konstituierende Sitzung: 13.04.2005

Aufgaben des PK (Beschluss am 15.06.2005):

* Definition “Tiefe Geothermie”, Abgrenzung zur “Oberflächen- nahen Geothermie”

* Arbeitshilfe für Geologische Dienste und Bergbehörden: Nutzung der geothermischen Energie aus dem tiefen Untergrund (Tiefe Geothermie)

* Tabelle geothermischer Nutzungen in Deutschland aufgeteilt in Betrieb, im Bau, in Planung

* Parameter-Papier

Fachliches Beratungsgremium (wissenschaftliche Begleitung) für das BMU-Projekt “Aufbau eines geothermischen Informationssystems” (31.08.05)


1. Definition

Definition “Tiefe Geothermie”, Abgrenzung zur “Oberflächennahen Geothermie”

Geothermische Energie ist die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der

Oberfläche der festen Erde. (Synonym: Erdwärme, Geothermie), VDI-Richtlinie 4640 nach Abstimmung mit den Staatlichen Geologischen Diensten.

Die tiefe Geothermie umfasst Systeme, bei denen die geothermische Energie über Tiefbohrungen erschlossen wird und deren Energie direkt (d.h. ohne Wärmepumpen) genutzt werden kann. Dazu gehören:

* Hydrothermale Systeme, überwiegende Nutzung des im Untergrund vorhandenen Fluids (Aquifere, ggf. Störungen) mittels Dubletten

* Petrothermale Systeme, überwiegende Nutzung der im Gestein gespeicherten Energie (HDR bzw. EGS, Tiefe EWS)

Bei dieser Abgrenzung beginnt die tiefe Geothermie bei einer Tiefe 400 m und einer Temperatur 20 °C . Von tiefer Geothermie im eigentlichen Sinn sollte man aber erst bei Tiefen 1000 m und bei Temperaturen 60 °C sprechen.


2. Arbeitshilfe

Nutzungen der geothermischen Energie aus dem tiefen Untergrund (Tiefe Geothermie)

– Arbeitshilfe für Geologische Dienste und Bergbehörden –für alle Systeme der “Tiefen Geothermie” (hydro- und petrothermale)

Inhalt 1 Allgemeines zur Tiefen Geothermie2 Thermische Eigenschaften des Nutzhorizontes3 Hydraulische Eigenschaften des Nutzhorizontes (Durchlässigkeitseigenschaften, Speichereigenschaften, Untersuchungsmethoden, Produktivitätsindex)4 Hydrothermale Nutzung (Aquifere), Dublette, Fündigkeit, Bohrungsabstand, Wirtschaftlichkeit5 Geologische Störungszonen6 Hot-Dry-Rock-Verfahren (Grundprinzip, Voraussetzungen, Vorerkundungen, Langzeitverhalten)7 Tiefe Erdwärmesonden8 Tunnel, Kavernen, Bergwerke9 Checkliste für eine hydrothermale Nutzung10 Literaturliste, Regelwerke, Quellen, Links


3. Geothermische Nutzungen

Tabelle geothermischer Nutzungen in Deutschlandaufgeteilt: in Betrieb, im Bau, in Planung

- für alle Systeme der “Tiefen Geothermie” (hydro- und petrothermale) -

Inhalte:

Name/Ort, Bundesland, Koordinaten Direktwärmenutzung, Stromerzeugung (Leistung MWt, MWe) Haupt-/Neben-Nutzungsart Temperatur (Aquifer, Bohrlochkopf), Fliessrate (maximale, im Betrieb, nach Wasserrecht) Erschliessungskonzept, Bergrecht, Konzessionsbezeichnung Aquifer/Nutzhorizont, Zulauf/Tiefe Datenquelle, Stand Daten

Information einzelne Bundesländer, Darstellung Deutschlands, Internationaler Vergleich


4. Parameter 1

“Parameter-Papier”

- für alle Systeme der “Tiefen Geothermie” (hydro- und petrothermale) -

Zusammenstellung aller Größen (Parameter), die für eine geothermische Nutzung relevant sind

Zusammenstellung der Verfahren und Untersuchungen, mit denen diese Größen (Parameter) ermittelt werden

Validierung der Größen (Parameter) und der Verfahren bzw. der Untersuchungen


4. Parameterpapier

“Parameter-Papier”

Untergrundtemperaturen (Physikalische Grundlagen, Temperaturen, Wärmestromdichte)

Hydrothermale Systeme mit niedriger Enthalpie: Aquifere* Hydraulische Parameter

Physikalische Grundlagen, Permeabilität (Durchlässigkeit), Transmissivität (Transmissibilität)), Porosität, Speicherkoeffizient, Produktivitätsindex, Hydraulische Tests (Testprinzip, Mess- und Registriergeräte, Auswerteverfahren,Testverfahren)

* Thermophysikalische Gesteinseigenschaften

* Geometrische Eigenschaften des Reservoirs (Seismik-, Bohr-Daten 3D-Bild)* Physikalische-chemische Fluideigenschaften

Hydrothermale Systeme mit niedriger Enthalpie: Störungen

Petrothermale Systeme

Wärmeleitfähigkeit, Gesteinsdichte, Wärmekapazität


Funktion PK zum BMU-Projekt

Funktion und Aufgaben des PK “Tiefe Geothermie” in Bezug auf das BMU-Projekt

PK “Tiefe Geothermie” ist fachliches Beratungsgremium für das BMU-Projekt (Beschluss 31.08.05)

PK begleitet das Projekt „Aufbau eines geothermischen Informationssystems für Deutschland“ für die Dauer des Projektes (3 Jahre)

BMU-Projekt befasst sich nur mit den hydrothermalen Resourcen, nicht mit den petrothermalen (z.B. HDR-Verfahren, Tiefe Erdwärmesonden,…)


Info geotherm. Informationssystem

Geothermisches InformationssystemVorhabensbeschreibung

Ermittlung (Auswertung), Erhebung und Zusammenstellung von relevanten Daten (Dateien, Datenbanken) für eine Charakterisierung hydrothermaler Resourcen und für deren Nutzungen

Vernetzung dieser Daten und Nutzung der Daten über einzurichtende Internetzugänge


Vorhaben GGA

Geothermisches InformationssystemVorhabensbeschreibung

Daten(bestände), Arbeiten im einzelnen:

* Aufbau eines Fachinformationssystems(FIS) Hydraulik* Erweiterung des FIS Geophysik hinsichtlich neuer Datenbestände* Aufbau von geometrischen 3D-Untergrundmodellen* Prognoseberechnung für die Fündigkeitsvorhersage* Aufbau der Internet-Softwarelösung* Integration in Informationsverbünde (z.B. Geodateninfrastrukturen).

Allgemeine Zugänglichkeit der Daten

Zweck: Hilfe bei Projektierung geothermischer Anlagen, Verbesserung der Datengrundlage, Minimierung des Fündigkeitsrisikos.


Zusätze zum Parameter-Papier

Themen des PK als fachliches Beratungsgremium und als Begleiter des Projektes während der Gesamtdauer:

Welche Daten sollen im Projekt erfasst werden?

Nicht alle im “Parameter-Papier” erläuterten Grössen sollen erfasst werden, nur die Projektrelevanten, d.h. für hydrothermale Nutzungen.

Neben den geothermisch relevanten Parametern, die durch entsprechende Tests und Verfahren bestimmt werden (quantitative Daten), sollen auch qualitative Daten, d.h. auch die indirekten Informationen erhoben werden, die Hinweise auf Durchlässigkeit oder Dichtigkeit gestatten, z.B. offene Klüfte, Zufluss, Spülungsverlust,… Poro-Perm-Daten


2. Zusätze

Es ist vorgesehen auch hydrochemische Daten zu erfassen

Kontaktaufnahme mit Erdöl-/Erdgasfirmen wird unterstützt, um dort Originaldaten zu hydraulischen Tests und hydrochemische Analysen zu erheben und diese auszuwerten (für manche Regionen unerlässlich).

Austausch der Länder untereinander ist sehr wichtig:

* unterschiedliche geologische, tektonische Verhältnisse* unterschiedliche Erkundungsstrategien (Untersuchungs- Verfahren, Dichte und Verteilung der Messungen,…)* unterschiedlicher Kenntnisstand, Aufbereitung der Daten

es liegen regional sehr unterschiedliche Informationen vor, die zusammenzuführen sind



3. Zusätze

Wie werden die Daten erfasst? Datenformate, Verknüpfung von (bestehenden) Datenbanken

Ausblick: ein weiteres Projekt der Länder miteinander über “petrothermale Systeme”, das an das bestehende Projekt “Aufbau eines geothermischen Informationssystems” (hydrothermale Systeme) angedockt werden kann.


Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit !

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