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Teilvorhaben D: Untersuchung des Verhaltens der Ausfällungsinhibitoren mit Hilfe reaktiver Stofftransportmodelle

Das Projekt "Teilvorhaben D: Untersuchung des Verhaltens der Ausfällungsinhibitoren mit Hilfe reaktiver Stofftransportmodelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Derzeit ist in einigen Geothermieanlagen des Bayerischen Molassebeckens auf Grund der Ausfällung von Carbonaten kein geregelter Betrieb zur Förderung von Thermalwasser mit Temperaturen von größer als 100 Grad Celsius und Fördervolumina größer als 100 L/s möglich. Daher werden nun erstmalig Inhibitoren zur Vermeidung bzw. Verminderung von Ausfällungen in drei Geothermieanlagen im Rahmen eines Langzeitversuchs eingesetzt. Die Inhibitorzugabe wird multidisziplinär durch enge Zusammenarbeit von Betreibern, Industrie und Forschungseinrichtungen begleitet und evaluiert. Im Rahmen des vorliegenden Teilvorhabens sollen folgende Teilziele erreicht werden: - Umbau der LERWTG Versuchsanlage, um die Wirkungsweise der Ausfällungsinhibitoren optimal untersuchen zu können. - Bestimmungen der Parameter, die fortlaufend aufgezeichnet werden müssen. Festlegung, wann Wasser- und Gesteinsproben genommen werden und was an den Proben bestimmt wird. - Überführung der Ergebnisse des biologischen Abbaus und der damit verbundenen Abnahme der Wirkung der Ausfällungsinhibitoren in ein analytisches Modell zur Beschreibung der Kinetik innerhalb eines numerischen geochemischen Modells. - Untersuchung des Verhaltens der Ausfällungsinhibitoren mit Hilfe reaktiver Stofftransportmodelle auf Basis thermodynamisch und kinetisch kontrollierter Prozesse. - Definition der Anforderungen für regionale konservative Stofftransportmodelle.

Teilvorhaben B: Isotopisch-chemische Untersuchungen zur Charakterisierung, Wiederfindung und Überwachung des Inhibitors und möglicher Abbauprozesse

Das Projekt "Teilvorhaben B: Isotopisch-chemische Untersuchungen zur Charakterisierung, Wiederfindung und Überwachung des Inhibitors und möglicher Abbauprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hydroisotop GmbH durchgeführt. Im Forschungsvorhaben EvA-M sollen erstmalig Inhibitoren zur Vermeidung bzw. Verminderung von Ausfällungen in Geothermieanlagen des Bayerischen Molassebeckens eingesetzt werden. Die Inhibitorzugabe in drei Anlagen im Molassebecken soll multidisziplinär durch enge Zusammenarbeit von Betreibern, Industrie und Forschungseinrichtungen begleitet und evaluiert werden. Derzeit ist in einigen Geothermieanlagen auf Grund der Ausfällung von Carbonaten kein geregelter Betrieb zur Förderung von Thermalwasser mit Temperaturen von größer als 100 Grad Celsius und Fördervolumina größer als 100 L/s möglich. Zur Vermeidung solcher Ausfällungen soll nun der Inhibitor NC47.1B im Rahmen eines Langzeitversuches in drei Anlagen unterhalb der Tauchkreiselpumpe injiziert und dessen Wirksamkeit und Verhalten evaluiert werden. Hierbei sollen wertvolle Informationen a) zur Wirksamkeit des Inhibitors im Anlagenmaßstab, b) zum Abbau des Inhibitors im Untergrund, c) zur Verbreitung des Inhibitors im Untergrund, d) zur Wechselwirkung des Inhibitors mit Reservoirgestein sowie e) zum mikrobiellen Abbau und dem Einfluss auf die Biozönose beim Einsatz des Inhibitors gewonnen werden. Diese Erkenntnisse sind wichtig, um die Folgen eines Langzeiteinsatzes von Inhibitoren sowohl für die Anlagen als auch für das hydrogeologische Fließsystem des Malmaquifers zu bewerten. Um diese Ziele zu erreichen, sind Versuche in unterschiedlichen Maßstäben und an verschiedenen Bypass- und Testsystemen sowie ein umfängliches technisches, hydrochemisches und mikrobiologisches Monitoring notwendig. Dieses Projekt trägt wesentlich zur nachhaltigen Nutzung der tiefen Geothermie im Bayerischen Molassebecken bei. Die tiefe Geothermie stellt eine wichtige Komponente im Energiemix im Rahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes dar und muss im Zuge der Umsetzung von COP 21 zwingend ausgebaut werden, um die notwendige 'Wärmewende' zu realisieren. Dieses Ziel kann jedoch nur verfolgt werden, wenn die derzeit auftretenden Ausfällungsprobleme gelöst werden.

Teilvorhaben A: Vorlandbecken, Extensionszonen und Play-Type-Atlas

Das Projekt "Teilvorhaben A: Vorlandbecken, Extensionszonen und Play-Type-Atlas" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik durchgeführt. Gesamtziel des Verbundvorhabens 'PlayType' ist eine weltweit anwendbare Einteilung der deutschen geothermischen Provinzen nach dem Konzept der Fündigkeitstypen (= play types), in dem geothermische Ressourcen nach den geologischen Kriterien zur Bildung von Wärmequelle und dominierenden Wärmetransportmechanismen untergliedert werden. Mit diesem Projektziel eine geowissenschaftlich fundierte Charakterisierung geothermischer Ressourcen und damit eine verbesserte Ressourcenabschätzung verfolgt. Konkrete Ziele des LIAG sind: (I) Erarbeitung des Play Types Extensionsgebiete am Beispiel Oberrheingraben/Bellheim - Ostafrikanischer Graben/Mbaka; (II) Erarbeitung des Play Types Vorlandbecken am Beispiel des Süddeutschen Molassebeckens im Vergleich zum Alberta Becken Kanadas; (III) Dissemination des neuen Play Type Konzepts; (IV) Verifizierung der Play Type Kategorien mit dem assoziierten Projektpartner Storengy als mögliche global agierende Anwenderin der Play Types; (V) Implementierung des ersten play type Atlas in dem geothermischen Informationssystem Deutschlands, GeotIS. Die Forschungsarbeiten werden in Kooperation mit dem Internationalen Geothermiezentrum der Hochschule Bochum durchgeführt.

Teilvorhaben 3: MinNoBeck_Erlangen

Das Projekt "Teilvorhaben 3: MinNoBeck_Erlangen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Geozentrum Nordbayern, Fachgebiet Krustendynamik, Professur für Geochemie und Lagerstättenkunde durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es Modelle zu entwickeln, die zum Verständnis zum räumlich und zeitlichen Absatz hydrothermaler Mineralisationen im Norddeutschen Becken beitragen, um potentielle Lagerstättenregionen einzugrenzen. Darüber hinaus sollen punktuell auch vergleichende geochemische Untersuchungen an ähnlichen Vorkommen aus dem Norddeutschen Becken und innerhalb des Südharzes durchgeführt werden, um die Herkunftsbereiche der mineralbildenden Lösungen zu vergleichen, da nicht auszuschließen ist, dass die F-Ba-Mineralisationen im Südharz auf die Zufuhr F-Ba-reicher Formationswässer 'basin brines' aus Molassebecken in das Grundgebirge über tiefreichende Störungssysteme erfolgte. Das hier vorgeschlagene Verbundprojekt ist somit eine sinnvolle Ergänzung des 'Reservar'-Projekts des Konsortiums aus Freiberg, Aachen, Tübingen und Clausthal. Das Arbeitsprogramm für MinNoBeck-Erlangen ist im Überblick in Tabelle 1 dargestellt und beeinhaltet 11 verschiedene Schritte. Die Ergebnisse werden im letzten Projektabschnitt zusammengeführt und im Überblick ausgewertet (siehe Arbeitsprogramm in der Vorhabenbeschreibung).

Teilprojekt A: Technische Absicherung und Öffentlichkeitsarbeit

Das Projekt "Teilprojekt A: Technische Absicherung und Öffentlichkeitsarbeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Enex Geothermieprojekt Geretsried Nord GmbH & Co. KG durchgeführt. Gesamtziel des Verbundvorhabens ist die Erhöhung der Erfolgsaussichten bei der Exploration und Erschließung geothermischer Reservoire zur Wärme- und Stromerzeugung vor allem im südlichen und südwestlichen bayerischen Molassebecken. Das Teilvorhaben der ENEX verfolgt das Ziel, während der Ablenkbohrung in Geretsried eine Datenbasis zu generieren, um die Arbeitspakete der Verbundpartner mit verlässlichen und validen Daten zu unterstützen. Ebenso sollen während der Durchführung der Stimulation und der hydrologischen Tests innovative Verfahren auf ihre Bewährung in der praktischen Umsetzung getestet werden. Darüber hinaus hat ENEX die Aufgabe, die Arbeiten der Verbundpartner und aller weiteren involvierten Parteien zu koordinieren und auf die Umsetzung der Förderinhalte zu achten. Im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit obliegt es ENEX, sowohl die Tiefe Geothermie im Allgemeinen als auch das Projekt Geretsried sowohl Laien als auch Fachkräften offenzulegen und die Ergebnisse des Förderprojekts entsprechend zu publizieren.

Teilprojekt C: Geschwindigkeitsmodell und Simulation der Strömungs- und Wärmetransportprozesse

Das Projekt "Teilprojekt C: Geschwindigkeitsmodell und Simulation der Strömungs- und Wärmetransportprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt. Gesamtziel des Verbundvorhabens ist die Erhöhung der Erfolgsaussichten bei der Exploration und Erschließung geothermischer Reservoire zur Wärme- und Stromerzeugung vor allem im südlichen und südwestlichen bayerischen Molassebecken. Dies soll am Sidetrack der Bohrung Geretsried GEN-1 demonstriert werden. Die Schwerpunkte der Arbeit von G.E.O.S. liegen dabei in der Verbesserung des Geschwindigkeitsmodells um die Targets auf den identifizierten Strukturen (Störungen) mit hoher Präzision zu treffen. Dies ist ganz besonders für das störungsbasierte Erschließungskonzept für den Sidetrack wichtig und soll über die Auswertung des geplanten Checkshot erfolgen. Auf dieser Grundlage und mit den Informationen aus der Bohrphase wird das geologische Modell fortlaufend angepasst. Zudem werden geothermische Simulationen mit ECLIPSE vergleichend zu FEFLOW- Simulationen des Partners GTN durchgeführt. Hauptziele sind einerseits die Verifizierung der Modelle und andererseits die Identifikation von Grenzen für die Permeabilität von Störung und Matrix für eine für die Fündigkeit ausreichende Schüttung. Dabei soll die so ermittelte Permeabilität mit den Untersuchungen der TUM abgeglichen werden. Nach Abschluss der Testarbeiten werden diese systematisch unter Nutzung des Tools G.E.O.S.I.M. ausgewertet, welches dazu verifiziert und erweitert werden soll. Um die wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Ziele des Gesamtvorhabens zu erreichen, sollen in diesem Teilprojekt folgende Arbeiten von der G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH durchgeführt werden: ' Auswertung Checkshot und Erstellung eines Geschwindigkeitsmodells ' Präzisierung des geologischen Modells vor, während und nach der Bohrphase ' Durchführung von geothermischen Reservoirsimulationen mit ECLIPSE und Vergleich der Ergebnisse mit FEFLOW ' Auswertung der Fördertests und Validierung und Erweiterung des von G.E.O.S. entwickelten Simulationstools G.E.O.S.I.M.

Teilprojekt B: Geomechanische und hydrogeologische Parametrisierung und Modellierung

Das Projekt "Teilprojekt B: Geomechanische und hydrogeologische Parametrisierung und Modellierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Baubetrieb und Geotechnik, Lehrstuhl für Ingenieurgeologie durchgeführt. Gesamtziel des Verbundvorhabens ist die Erhöhung der Erfolgsaussichten bei der Exploration und Erschließung geothermischer Reservoire zur Wärme- und Stromerzeugung vor allem in der S/SW bayerischen Molasse. Die konkreten Ziele im Teilvorhaben sind die Störungsklassifikation bezüglich ihrer Häufigkeit durch strukturgeologische Interpretation der vorhandenen Seismik, geomechanische Charakterisierung von Störungszonen inkl. Spannungsfeldanalyse durch Auswertung von Loggingdaten und Tests an Bohrkernen zur hydraulisch-mechanischen Modellierung für das EGS Potential von Dolomitklüften, Ermittlung der Dimensionierung von zonierten Störungen und deren Permeabilitätsstruktur als Zuflusszone und Erschließungsziel, hydraulische Charakterisierung und Parametrisierung von zonierten Störungs- und Kuftzonen für THM-Reservoirmodelle, Klassifizierung der Fazies und Diagenesestadien in Bezug auf die Reservoirqualität, Porosität/Permeabilität und Zusammenfassung in einem ersten Fazies Atlas für den Malm der Molasse. Um die Ziele des Gesamtvorhabens zu erreichen, sollen an der TUM folgende Aufgaben durchgeführt werden: (I) Seismisches Geschwindigkeitsmodell für die südliche Molasse, (II) Geomech./hydraul. Reservoirverhalten bei der Erschließung und im Betrieb; (III) Fazielle/lithologische/diagenetische Beschaffenheit des tiefen Malm im Hinblick auf die Speicherqualität. Dazu sollen (i) strukturgeol. Seismikinterpretation, Störungsversatzanalyse; (ii) hydraulische Erfassung, Modellierung, Charakterisierung von dolomitischen Störungszonen; (iii) geomech./petrophysik. Parametererhebung; (iv) Faziesklassifikation, petrographische Analysen zur Erfassung diagenetischer Prozesse; (v) Labortests unter in situ Bedingungen zum Verhalten verschiedener Säuren in Dolomiten; (vi) Spannungsfeldanalyse, Störungscharakterisierung, Validierung; (vii) Aufnahme von Bohrkernen und deren fazielle lithostratigraphische Einordnung; (viii) Korrelation von Bohrlochlogs/-kernen/-klein durchgeführt werden.

Teilprojekt D: Test- und Stimulationsplanung, Analyse der Diagenese und Petrographie

Das Projekt "Teilprojekt D: Test- und Stimulationsplanung, Analyse der Diagenese und Petrographie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GTN Geothermie Neubrandenburg GmbH durchgeführt. Gesamtziel des Verbundvorhabens ist die Erhöhung der Erfolgsaussichten bei der Exploration und Erschließung geothermischer Reservoire zur Wärme- und Stromerzeugung vor allem in der S/SW bayerischen Molasse. Im Teilvorhaben erstellt GTN ein dynamisch-gekoppeltes numerisches Modell (Basis: 3DSeismik), welches die Charakterisierung der Störungszonen und ihres Einflusses auf das Strömungsverhalten zum Ziel hat. Die Ergebnisse von GTN (nutzt FEFLOW) werden mit denen von G.E.O.S. (nutzt ECLIPSE) verglichen. GTN unterstützt die TUM bei der Bewertung der Gesteine und Teste bzgl. der EGS-Eignung des klüftigen Malms und bei der hydraul. Bewertung der Störungen. Schwerpunkt von GTN liegt auf der Auswertung der Testdaten (FIT) in Kombination mit den Bohrlochmessungen und Daten aus anderen Projekten. Es wird ein Cutting-Log der Bohrung erstellt, wo keine Bohrkerne vorliegen. Schwerpunkt liegt auf den mikrofazielle Analyse der Cuttings, welche u.a. auch auf Dünnschliffen der Cuttings fußt und mit den petrographischen Analysen aus Bohrkernen verglichen werden. Schwerpunkt von GTN ist die Erstellung eines Konzeptes zur Stimulation und zum Test des geplanten Sidetracks, welche neue Methoden/Stimulatoren nutzt. GTN unterstützt alle weiteren Arbeiten durch ihre Fachkenntnisse. Um die wirtschaftlichen und technischen Ziele des Gesamtvorhabens zu erreichen, sollen in diesem Teilprojekt folgende Arbeiten von der GTN durchgeführt werden: a.) Präzisierung des geologischen Modells auf Basis vom Check Shot und neu gewonnenen Bohrungsdaten im Verlauf des Projektes zusammen mit G.E.O.S.; b.) Geotherm. Reservoirmodellierung mit FEFLOW und Vergleich mit Ergebnissen aus ECLIPSE; c.)Bewertung der Labordaten und des Gebirges hinsichtlich EGS-Nutzung; d.)Bewertung von Fazies und Diagenese; e.) Planung und Auswertung der Test- und Stimulationsarbeiten unter Berücksichtigung neuer Verfahren und Stimulationsmittel; f.) Bewertung der Fluiddaten.

Teilprojekt E:Spannungsfeldanalyse und Charakterisierung der Störungs- und Kluftzonen

Das Projekt "Teilprojekt E:Spannungsfeldanalyse und Charakterisierung der Störungs- und Kluftzonen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik durchgeführt. Gesamtziel des Verbundvorhabens ist die Erhöhung der Erfolgsaussichten bei der Exploration und Erschließung geothermischer Reservoire zur Wärme- und Stromerzeugung vor allem im südlichen und südwestlichen bayerischen Molassebecken. Das LIAG als Verbundpartner wird seine langjährige Expertise in der geothermischen Exploration vor allem in der seismischen Erkundung einbringen. Konkrete Ziele des LIAG sind: (I) Erarbeitung eines Leitfadens zur seismischen Erkundung speziell des südlichen Molassebeckens; (II) Störungsklassifikation bezüglich ihrer Höffigkeit durch strukturgeologische Interpretation der vorhandenen Seismik; (III) Charakterisierung von Störungszonen inklusive Spannungsfeldanalyse durch Auswertung von Loggingdaten und Analyse von Bohrkernen; (IV) Hydraulisch-mechanischen Modellierung für das EGS Potential von Dolomitklüften; (V) Quantitative Dimensionierung von zonierten Störungen und deren Permeabilitätsstruktur als Zuflusszone und Erschließungsziel; (VI) Klassifizierung der erbohrten Diagenesestadien in Bezug auf die Reservoirqualitätsparameter Porosität/Permeabilität. Folgende Aufgaben sollen zum Erreichen der Projektziele in sieben Arbeitspakten bearbeitet werden: (I) Seismisches Geschwindigkeitenmodell für das südliche Molassebecken für eine optimale Störungsinterpretation; (II) Störungsdimensionierung für ein TH Reservoirmodell, Erweiterung des am LIAG bestehenden TH Modells Großraum München; (III) Frac-Simulation zur modellhaften Eignungsprüfung der angetroffenen Dolomite für EGS Nutzung; (IV) Planung/Beauftragung/petrographische Untersuchungen an etwa 330 m Bohrkernen aus dem Reservoir; (V) Dünnschliffanalyse von Bohrklein/Kernen, Einbringung der umfangreichen Messdaten in GeoTIS; (VI) Spannungsfeldanalyse, kinematische Störungsanalyse, Bestimmung des Störungsreaktivierungspotentials; (VII) Öffentlichkeitsarbeit durch fachliche Mitarbeit an Informationsbroschüren und Veranstaltungen, Kolloquien zum Wissenstransfer.

Teilvorhaben: Entwicklung eines 50 MWel Kraftwerks und Erschließung von 400 MWth für die Fernwärme in München

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines 50 MWel Kraftwerks und Erschließung von 400 MWth für die Fernwärme in München" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SWM Services GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist es, neue Erschließungsstrategien zu entwickeln, um die geothermischen Ressourcen im bayerischen Molassebecken zukünftig besser nutzen zu können. Es sollen Bohrungsraster, Anlagenentwürfe und Einbindungsszenarien untersucht werden, die Großprojekte ermöglichen. Kern der Grundlagenermittlung ist die Planung und Realisierung einer 3D-Seismik von rund 170 Quadratkilometer im südlichen Stadtgebiet von München. Das technisch, ökologisch und wirtschaftlich geprägte Gesamtkonzept für die Erschließung der Erdwärme zur Wärmenutzung und Einbindung in das bestehende Erzeugungs- und Verteilungssystem der SWM soll genutzt werden, um die Fernwärmevision der SWM für München, in der die Tiefe Geothermie eine zentrale Rolle spielt, weiter voranzutreiben.

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