Enhanced Geothermal Systems (EGS) zielen darauf ab, die in der Erdkruste gespeicherte Wärme durch zirkulierende Flüssigkeiten zwischen Injektions- und Produktionsbohrlöchern zu extrahieren. Ideale Bedingungen finden sich typischerweise in Formationen in einer Tiefe von 2 bis 5 km, in denen die Durchflussrate für kommerzielle geothermische Anlagen nicht ausreicht und in denen die Temperaturen hoch sind (d. H. >> 100 ° C). Daher ist die Hochdruck-Flüssigkeitsinjektion, die als hydraulische Stimulation bekannt ist, eine allgemein angewandte Technik, um ein verbundenes Bruchnetzwerk zu erzeugen, das die Flüssigkeitszirkulation erleichtert. Die hydraulische Stimulation geht typischerweise mit einer induzierten Seismizität einher, die von der Öffentlichkeit wahrgenommen werden kann und sogar Schäden verursacht. Das Ziel dieses Projekts ist es, ein grundlegendes Verständnis der induzierten Seismizität in gebrochenen Gesteinen zu vermitteln, das die Fähigkeit verbessert, das seismische Risiko vorherzusagen und zu kontrollieren. Dieses Projekt geht von der Hypothese aus, dass die Seismizität gemeinsam durch die Bruchnetzgeometrie und die aktivierten thermo-hydromechanischen (THM) Prozesse in geologischen Systemen gesteuert wird. Wir werden Discrete Fracture Networks (DFN) anwenden, um die strukturellen Diskontinuitäten darzustellen und die THM-Prozesse mit hoher Auflösung zu modellieren. Dieses Projekt verwendet die Datensätze aus kleinen (Dekameter-) Stimulationsexperimenten am Grimsel-Teststandort in der Schweiz und modernste numerische Modelle, um Folgendes zu erreichen: 1) Testen Sie die Wirksamkeit hochauflösender Modelle zur Erfassung der seismische, hydraulische und mechanische Prozesse, die mit kleinen Experimenten beobachtet wurden; 2) Verknüpfung der geometrischen Attribute eines Bruchnetzwerks (wie Intensität, Konnektivität, Länge und räumliche Verteilung) mit der räumlichen, zeitlichen und Größenverteilung der induzierten Seismizität; 3) ein neuartiges Prognosemodell für die maximal mögliche Größe vorschlagen und testen, das die gemeinsamen Auswirkungen von Multiphysikprozessen berücksichtigt, die unter standortspezifischen geologischen Bedingungen und Betriebsbedingungen dominieren; 4) Bewertung der Hochskalierung der hochauflösenden DFN-Modelle im kleinen Maßstab (Dekameter), um die Experimente im Reservoir-Maßstab (Kilometer) zu simulieren. Dieses Forschungsprojekt ist neu in der Behandlung der durch Injektion induzierten Seismizität durch hochauflösende physikbasierte Modelle und hochwertige Datensätze, die aus einzigartigen In-situ-Experimenten abgeleitet wurden. Die vorgeschlagene Forschung hat erhebliche Auswirkungen auf die Förderung der Übergangspolitik hin zu einer Versorgung mit erneuerbaren Energien und trägt dazu bei, unser Wissen über die Auslösemechanismen induzierter Erdbeben zu erweitern.
DESTRESS is aimed at creating EGS (Enhanced geothermal systems) reservoirs with sufficient permeability, fracture orientation and spacing for economic use of underground heat. The concepts are based on experience in previous projects, on scientific progress and developments in other fields, mainly the oil & gas sector. Recently developed stimulation methods will be adapted to geothermal needs, applied to new geothermal sites and prepared for the market uptake. Understanding of risks in each area (whether technological, in business processes, for particular business cases, or otherwise), risk ownership, and possible risk mitigation will be the scope of specific work packages. The DESTRESS concept takes into account the common and specific issues of different sites, representative for large parts of Europe, and will provide a generally applicable workflow for productivity enhancement measures. The main focus will be on stimulation treatments with minimized environmental hazard ('soft stimulation'), to enhance the reservoir in several geological settings covering granites, sandstones, and other rock types. The business cases will be shown with cost and benefit estimations based on the proven changes of the system performance, and the environmental footprint of treatments and operation of the site will be controlled. In particular, the public debate related to 'fracking' will be addressed by applying specific concepts for the mitigation of damaging seismic effects while constructing a productive reservoir and operating a long-term sustainable system. Industrial participation is particularly pronounced in DESTRESS, including large energy suppliers as well as SMEs in the process of developing their sites. The composition of the consortium involving major knowledge institutes as well as key industry will guarantee the increase in technology performance of EGS as well as an accelerated time to market.
A seismic network was installed in the Helsinki capital area of Finland to monitor the response to a 6 km deep geothermal stimulation experiment in 2018. The Institute of Seismology, University of Helsinki (ISUH), installed these 100 geophones in addition to five surface broadband sensors and a 13-site borehole network deployed by the operating company. The stations operated for 106 days between 7 May and 20 August 2018 (day 127 to 232). The data set consists of raw CUBE-recorder data and converted MSEED data.
Im Rahmen der Verbundprojektes LiSA wird ein Licht- und Solarmanagement für Bürogebäude entwickelt, zur Reduktion von Heiz- und Kühllasten mit aktiven Komponenten. Ziel ist eine ganzheitliche Betrachtung der Verschattungs- und Beleuchtungssysteme und die Entwicklung von Methoden, Software und Bauteilen, mit denen die derzeit disparat gesteuerten Teilsysteme integriert werden können. Optimierungskriterien sind maximale Behaglichkeit bei minimalem Energieverbrauch. Hier will LiSA mit einem integralen, modellprädiktiven Regelungsansatz, der wechselnde Nutzungsanforderungen und variierende Randbedingungen berücksichtigt, zu einem energieeffizienteren und nutzerfreundlicheren Gebäudebetrieb beitragen. Das Projekt setzt sowohl auf der Ebene des Gesamtsystems an, indem Simulationsmodelle und modellprädiktive Regelungsmethoden angewendet, adaptiert und weiterentwickelt werden, als auch auf Ebene der einzelnen Systemkomponenten, die eine präzisere Steuerung von Solarstrahlung, Tageslicht und Kunstlicht ermöglichen. Die Entwicklung von spezifischer Visualisierungs- und Gebäudemanagementsoftware ergänzen den Umfang des Projekts LiSA. Im Rahmen des Projekts LiSA entwickelt das DFKI die für das Lichtmanagement notwendigen Sensoren zur automatischen Erfassung der Leuchtdichte inklusive einer drahtlosen Anbindung der Photosensoren an die Regelung und/oder Lampe. Ferner werden die dazugehörigen Algorithmen entwickelt und implementiert. Außerdem wird das DFKI eine Visualisierungssoftware für Planer entwickeln, mit deren Hilfe die Simulationsergebnisse graphisch dargestellt und interaktiv begutachtet werden können. Hierzu wird insbesondere eine XML-basierte Schnittstelle zwischen Simulationsprogramm und Visualisierung entwickelt.
Der Erfolg der Nutzung geothermischer Energie nach dem Hot Dry Rock (HDR) / Enhanced Geothermal System (EGS) Ansatz beruht auf einem sicheren Abteufen der Bohrung und einer erfolgreichen Erzeugung von Wasserwegsamkeiten. Als innovativer Ansatz zur Erzeugung der Wasserwegsamkeiten wird die Multi-Riss-Methode diskutiert. Beim Multi-Riss Konzept werden zwei im Reservoir parallele Bohrungen (Dublette) durch mehrere hydraulisch erzeugte Wegsamkeiten verbunden; über dieses System aus Bohrungen und hydraulisch verbundenen Rissen zirkuliert das Wärmeträgerfluid. Je nach geologischen Randbedingungen kann es notwendig sein, dass die Bohrungen abgelenkt geteuft werden. Während die Machbarkeit der einzelnen technischen Komponenten eines solchen geothermischen Aufschlusskonzeptes bereits gezeigt wurden, wurde dieses Verfahren in der Kombination der Einzelkomponenten noch nicht für die geothermische Anwendung im Norddeutschen Tiefbecken angewandt. Die vorgeschlagene Verbundforschung hat daher das Ziel, ein geothermisches Gesamtkonzept basierend auf dem Multi-Riss-Verfahren zu entwickeln, indem die Zielhorizonte Westfal B/C im Norddeutschen Becken durch Laborversuche systematisch erforscht (RUB) und die auf Labormaßstab gewonnen Erkenntnisse auf in-situ Verhältnisse durch numerische Simulation skaliert werden (geomecon GmbH). Die Forschungsarbeiten sollen grundsätzliche Fragen für das Multi-Riss-Verfahren beantworten, die unter Berücksichtigung der geologischen und verfahrenstechnischen Randbedingungen bei tiefengeothermischen Projekten im Norddeutschen Becken entstehen. Die Erkenntnisse sollen zu einem grundlegenden Systemverständnis für geothermische Anwendungen dieser Stimulationstechnik im Norddeutschen Becken führen.
Europe is confronted with significant changes arising from globalisation and the currently political challenges. This means for example based on the latest developments in Ukraine and exceptionally strong European dependency on gas from Russia, deep geothermal energy particularly based on engineered geothermal systems is becoming even more important to care for Europe's energy security. If deep geothermal energy from EGSs becomes a significant cornerstone in future energy strategy, there is an urgent need to provide cost-efficient and novel drilling technologies and concepts in order to open up new European geothermal reservoirs for energy exploitation. Therefore the overall goal of ThermoDrill is the development of an innovative drilling system based on the combination of conventional rotary drilling with water jetting that will allow at least 50% faster drilling in hard rock, a cost reduction of more than 30% for the subsurface construction and a minimized risk of induced seismic activity. In order to achieve these goals ThermoDrill will mainly address the following research and development topics: - enhanced water jet drilling technology for borehole construction and replacement of fracking; - HT/HP crystalline rock jetting and drilling fluids; - systematic redesign of the overall drilling process, particularly the casing design and cementing; - evaluation of drilling technologies and concepts in terms of HSE (health, safety and environmental) compliance. A challenging project such as ThermoDrill can only be addressed by joint and concerted actions of outstanding experts. This means that the ThermoDrill consortium partners belong to Europe's leading experts in the field of deep drilling technologies/designs, drilling fluids, simulation, optimal shaping of tools like rockbits, etc. The consortium is already well connected through a variety of long standing research partnerships and won't need great efforts to adjust and synchronize quickly.
Studying coupled 3D thermohaline flow and reactive transport in fractured materials is important in the context of estimating lifetime and efficiency of geothermal reservoirs. Thermal energy extraction with the common Hot Dry Rock method will lead to steep gradients of water temperature, water density and presumably solute concentration. As a result, chemical reactions (precipitation/dissolution) and a modification of the flow regime due to coupled thermal-solutal ('thermohaline') flow is expected to occur in the 3D fractured reservoir. To date, a number of coupled geoprocesses in the 3D subsurface have not yet been investigated. These include, amongst others, thermohaline flow in fractured rock, 3D variable-density flow in fractured rock, and the effect of reactive transport on geothermal reservoir efficiency. In particular, this project will focus on (i) the study of viscosity-effects on variable-density flow in porous and fractured-porous reservoirs, (ii) the impact of chemical reactions on geothermal reservoir efficiency, (iii) the study of variable-density flow in 3D fractured reservoirs, (iv) thermohaline ('double-diffusive') convection in fractured geothermal reservoirs, (v) the transient analysis of thermohaline flow in porous media, and (vi) the efficient representation of complex 3D fracture networks in a finite-element mesh of variable topography and inclined hydrogeological units. The goal of this project is to provide adapted and efficient modelling tools to theoretically examine coupled processes. Numerical models are useful tools because systems of high complexity can be studied, which is difficult and sometimes impossible in field or laboratory experiments. The results of this project will (i) yield fundamental knowledge on the above mentioned coupled geoprocesses in 3D fractured rock as well as their interaction, (ii) assist in the identification of important processes relevant for the long-term operation of georeservoirs, (iii) help to identify the relevant parameters, (iv) provide adapted tools for the long-term prediction of reservoir productivity and efficiency, and (v) help to estimate the relative importance of individual coupled processes.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 38 |
| Europa | 11 |
| Land | 2 |
| Wissenschaft | 20 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 36 |
| Text | 3 |
| unbekannt | 8 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 2 |
| Offen | 44 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 32 |
| Englisch | 16 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
| Datei | 1 |
| Dokument | 3 |
| Keine | 23 |
| Webseite | 22 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 37 |
| Lebewesen und Lebensräume | 36 |
| Luft | 13 |
| Mensch und Umwelt | 47 |
| Wasser | 18 |
| Weitere | 43 |