Erschließung petrothermaler Geothermiereservoire
Land / Region: Deutschland
Projektanfang: 01.07.2012
Projektende: 31.12.2014
Projektstand: 31.12.2014
Schematische Darstellung multipler Risse zwischen zwei Horizontalbohrungen
Quelle: BGR
In dem Projekt wurde ein Multiriss-Konzept für die tiefe Geothermie konzipiert und bewertet, bei dem zwei Horizontalbohrungen über mehrere künstliche Risse hydraulisch miteinander verbunden werden (siehe Abb.). Das Ziel dieses Projektes war eine standortunabhängige Untersuchung dieses Multiriss-Verfahrens für die geothermische Energiegewinnung.
Bisher ist es in der tiefen Geothermie üblich, mit einer großen hydraulischen Stimulation (engl. „hydraulic fracturing“, im Deutschen u.a.: „Fracking“) einen großflächigen unterirdischen Wärmetauscher zu schaffen. Da beim Multiriss-Konzept anstatt einer großen Stimulation mehrere kleine hydraulische Fracoperationen durchgeführt werden, kann in dem tiefen geothermischen Reservoir insgesamt eine größere Wärmeaustauschfläche geschaffen werden. Je größer die Gesamtoberfläche des unterirdischen Wärmetauschers ist, desto mehr geothermische Energie kann aus dem geothermischen Reservoir gewonnen werden und desto größere Leistungen kann eine Geothermieanlage erbringen.
Aufgrund des hohen geothermischen Potenzials von kristallinem Gestein in Deutschland liegt der Schwerpunkt der Konzeptstudie in der Realisierbarkeit des Multirissverfahrens in Granit. Die für die Geothermie erforderlichen Temperaturen werden in der Regel in Tiefen von mehr als 3000 Metern erreicht. Entstehende Risse in diesen Tiefen werden sich weit unterhalb von grundwasserführenden Schichten ausbreiten. Zudem handelt es sich bei den betrachteten hydraulischen Stimulationen um reine Wasserfracs, die ohne die Zugabe von Chemikalien und Stützmitteln auskommen.
Neben der technischen Durchführung von hydraulischen Stimulationen wurden die bohrtechnische Machbarkeit von Horizontalbohrungen im tiefen kristallinen Gestein sowie die Ausbreitung von multiplen Rissen im Rahmen dieser Konzeptstudie untersucht. Als Projektpartner wirkten die Technische Universität Freiberg und das Deutsche Geoforschungszentrum in Potsdam (GFZ) mit. Die TU Freiberg konzentrierte sich auf gesteinsmechanische Untersuchungen und die Modellierung von Bruchprozessen. Modellrechnungen zur Dimensionierung des untertägigen Wärmetauschers und zur Minimierung von seismischen Ereignissen wurden am GFZ durchgeführt.
Im Verbund wurden letztlich alle relevanten technischen und wissenschaftlichen Aspekte für die Umsetzung eines Multiriss-Konzepts untersucht und bewertet.
Literatur:
Partner:
- Geoforschungszentrum Potsdam
- TU Bergakademie Freiberg
Förderungsnummer:
Das Vorhaben wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert (Förderkennzeichen: 032 5451A).
