Welche Salzformationen eignen sich zur Speicherung von Wasserstoff oder Druckluft? Im Forschungsprojekt InSpEE-DS entwickelten Wissenschaftler Anforderungen und Kriterien mit denen sich mögliche Standorte auch dann bewerten lassen, wenn sich deren Erkundung noch in einem frühen Stadium befindet und die Kenntnisse zum Aufbau der Salinare gering sind. Wissenschaftler der DEEP.KBB GmbH, Hannover erarbeiten gemeinsam mit ihren Projektpartnern der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe und der Leibniz Universität Hannover, Institut für Geotechnik Hannover, Planungsgrundlagen zur Standortauswahl und zur Errichtung von Speicherkavernen in flach lagernden Salzen und Mehrfach- bzw. Doppelsalinaren. Solche Kavernen könnten erneuerbare Energie in Form von Wasserstoff oder Druckluft speichern. Während sich das Vorgängerprojekt InSpEE auf Salzformationen großer Mächtigkeit in Norddeutschland beschränkte, wurden jetzt unterschiedlich alte Salinar-Horizonte in ganz Deutschland untersucht. Zur Potenzialabschätzung wurden Tiefenlinienkarten des Top und der Basis sowie Mächtigkeitskarten der jeweils betrachteten stratigraphischen Einheit und Referenzprofile erarbeitet. Die Informationen zum Druckluft- und Wasserstoff-Speicherpotential in den einzelnen Bundesländern sind an die identifizierten Flächen mit nutzbarem Potential im Layer "Speicherpotenzial in den Bundesländern" gekoppelt. Mit Hilfe der getFeatureInfo-Anfrage erhält der User weitere Informationen zu den einzelnen Geometrien. Dies ermöglicht u. a. den Zugriff auf das Kriterienkatalog-Datenblatt im Layer "Potenzielle Speichergebiete flach lagernde Salze" jeder stratigraphischen Einheit und auf die Abbildungen von Bohrprofilen und Bohrungskorrelationen im Layer "Bohrungen und Bohrungskorrelationen". Eine räumliche Auswahl und Sachdatenabfragen sind für folgende Datensätze möglich: Bohrungen, Bohrungskorrelationen, Isobathen, Isopachen, Begrenzungselemente der Potenzialgebiete Top Zechstein, sowie das Speicherpotenzial in den Bundesländern und potenzielle Speichergebiete flach lagernder Zechsteinsalze. Der Darstellungsmaßstab hat eine untere Grenze von 1 : 300 000. Die Geodaten sind Produkte eines BMWi-geförderten Forschungsprojektes "InSpEE-DS" (Laufzeit 2015-2019). Das Akronym steht für "Informationssystem Salz: Planungsgrundlagen, Auswahlkriterien und Potenzialabschätzung für die Errichtung von Salzkavernen zur Speicherung von Erneuerbaren Energien (Wasserstoff und Druckluft) – Doppelsalinare und flach lagernde Salzschichten".
Welche Salzformationen eignen sich zur Speicherung von Wasserstoff oder Druckluft? Im Forschungsprojekt InSpEE-DS entwickelten Wissenschaftler Anforderungen und Kriterien mit denen sich mögliche Standorte auch dann bewerten lassen, wenn sich deren Erkundung noch in einem frühen Stadium befindet und die Kenntnisse zum Aufbau der Salinare gering sind. Wissenschaftler der DEEP.KBB GmbH, Hannover erarbeiten gemeinsam mit ihren Projektpartnern der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe und der Leibniz Universität Hannover, Institut für Geotechnik Hannover, Planungsgrundlagen zur Standortauswahl und zur Errichtung von Speicherkavernen in flach lagernden Salzen und Mehrfach- bzw. Doppelsalinaren. Solche Kavernen könnten erneuerbare Energie in Form von Wasserstoff oder Druckluft speichern. Während sich das Vorgängerprojekt InSpEE auf Salzformationen großer Mächtigkeit in Norddeutschland beschränkte, wurden jetzt unterschiedlich alte Salinar-Horizonte in ganz Deutschland untersucht. Zur Potenzialabschätzung wurden Tiefenlinienkarten des Top und der Basis sowie Mächtigkeitskarten der jeweils betrachteten stratigraphischen Einheit und Referenzprofile erarbeitet. Informationen zum Druckluft- und Wasserstoff-Speicherpotential in den einzelnen Bundesländern sind an die identifizierten Flächen mit nutzbarem Potential gekoppelt. Die Daten können über den Webdienst „Informationssystem flach lagernde Salze“ genutzt werden. Der Darstellungsmaßstab hat eine untere Grenze von 1 : 300 000. Die Geodaten sind Produkte eines BMWi-geförderten Forschungsprojektes „InSpEE-DS“ (Laufzeit 2015-2019). Das Akronym steht für „Informationssystem Salz: Planungsgrundlagen, Auswahlkriterien und Potenzialabschätzung für die Errichtung von Salzkavernen zur Speicherung von Erneuerbaren Energien (Wasserstoff und Druckluft) – Doppelsalinare und flach lagernde Salzschichten“.
Niveauschnittkarten bilden die geologischen Verhältnisse einer einheitlichen Tiefe ab. Im Zusammenwirken mehrerer Karten unterschiedlicher Tiefe lassen sich Lagerungsverhältnisse im Raum erfassen. So lassen sich die Ausdehnung verschiedener stratigrafischer Einheiten übersichtsmäßig abschätzen und interpretieren. Man erkennt die Ausdehnung und Form von Salinarstrukturen in verschiedenen Teufen, sowie deren Einordnung im regionalen Kontext. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Abgrenzung der Salzstrukturen in den entsprechenden Tiefen. Für das Projekt InSpEE wurden flächendeckend für den Festlandsbereich Norddeutschlands Niveauschnittkarten in vier verschiedenen Tiefenniveaus von -500, -1000, -1500, -2000 m unter NN, im Maßstab 1:500.000 erarbeitet. Die gewählten Tiefenniveaus basieren auf der gängigen Tiefenlage bestehender Kavernen in Norddeutschland, die im Wesentlichen zur Speicherung von Kohlenwasserstoffen dienen. Die vier Tiefen von 500 bis 2000 m u. NN wurden in enger Abstimmung mit den Projektpartnern ausgewählt. Die darin enthaltenen Strukturumrisse zeigen im Ansatz Informationen zur Geometrie der entsprechenden Struktur und deren Veränderung mit zunehmender Tiefe und zum anderen bilden sie den Ausgangspunkt für die im Kavernenbau notwendigen gebirgsmechanischen Berechnungen und Potenzialabschätzungen. Die Karten können zur Vorauswahl von Regionen für verschiedene Untergrundnutzungen ebenso genutzt werden, wie zur Abschätzung der Überdeckung und Ausdehnung von Salzstrukturen. Da nicht davon auszugehen ist, dass im Offshorebereich Kavernen betrieben werden, wurde auf die Bearbeitung dieser Bereiche verzichtet. Alle Niveauschnittkarten wurden mit den jeweils zuständigen Staatlichen Geologischen Diensten (SGD) der Bundesländer abgestimmt.
Die Anwendung „Informationssystem Salzstrukturen“ liefert Informationen zur räumlichen Verteilung von Salzstrukturen (Salzstöcke und Salzkissen) in Norddeutschland. Zusammen mit allgemeinen Struktur beschreibenden Angaben, wie beispielsweise Teufenlage und sekundärer Mächtigkeit, sowie Internbautyp, Nutzungsarten oder Erkundungsgrad lassen sich Abfragen durchführen und Salzstrukturumrisse in vier Tiefenschnitten bis zu einer maximalen Tiefe von 2000 m u. NN anzeigen. Zu jeder Salzstruktur ist ein Datenblatt mit Informationen und weiterführender Literatur hinterlegt. Der Darstellungsmaßstab hat eine untere Grenze von 1:300.000, da der Bearbeitungsmaßstab des Systems nicht für Einzelstrukturuntersuchungen geeignet ist. Die Webanwendung ist das Produkt eines BMWi-geförderten Forschungsprojektes „InSpEE“(Laufzeit 2012-2015). Das Akronym steht für „Informationssystem Salzstrukturen: Planungsgrundlagen, Auswahlkriterien und Potenzialabschätzung für die Errichtung von Salzkavernen zur Speicherung von Erneuerbaren Energien (Wasserstoff und Druckluft).
Die Anwendung „Informationssystem Salzstrukturen“ liefert Informationen zur räumlichen Verteilung von Salzstrukturen (Salzstöcke und Salzkissen) in Norddeutschland. Zusammen mit allgemeinen Struktur beschreibenden Angaben, wie beispielsweise Teufenlage und sekundärer Mächtigkeit, sowie Internbautyp, Nutzungsarten oder Erkundungsgrad lassen sich Abfragen durchführen und Salzstrukturumrisse in vier Tiefenschnitten bis zu einer maximalen Tiefe von 2000 m u. NN anzeigen. Zu jeder Salzstruktur ist ein Datenblatt mit Informationen und weiterführender Literatur hinterlegt. Der Darstellungsmaßstab hat eine untere Grenze von 1:300.000, da der Bearbeitungsmaßstab des Systems nicht für Einzelstrukturuntersuchungen geeignet ist. Die Webanwendung ist das Produkt eines BMWi-geförderten Forschungsprojektes „InSpEE“(Laufzeit 2012-2015). Das Akronym steht für „Informationssystem Salzstrukturen: Planungsgrundlagen, Auswahlkriterien und Potenzialabschätzung für die Errichtung von Salzkavernen zur Speicherung von Erneuerbaren Energien (Wasserstoff und Druckluft).
Mit dem 3D-Viewer können die von der BGR angebotenen geologischen 3D-Untergrundmodelle von verschiedenen Blickwinkeln und Kamerapositionen aus betrachtet werden, wobei die geologischen Horizonte eines Modells jeweils ein- und ausgeschaltet sowie die zugehörigen Informationen abgefragt werden können. Die Modelldaten können exportiert und auf den eigenen Rechner geladen werden. Vordefinierte Kamerapositionen bieten einen schnellen Einstieg in die Visualisierung. Zoom-Funktionen, Rotation der Modelle, Einstellung der Überhöhung, Auswahl topographischer Daten etc. sind ebenfalls möglich. Weiterhin können über die Slicer-Funktion Teile der Modelle ausgeblendet und damit Einblicke in die Modelle gewonnen werden. Ebenso können virtuelle Bohrungen und Profilschnitte erzeugt werden. Filtermöglichkeiten, räumliche Messfunktionen und die Abspeicherung von skalierbaren Screenshots runden die Benutzerfunktionen ab. Weitere Benutzungshinweise finden sie in der Hilfe zum 3D-Viewer in der Benutzeroberfläche.
Niveauschnittkarten bilden die geologischen Verhältnisse einer einheitlichen Tiefe ab. Im Zusammenwirken mehrerer Karten unterschiedlicher Tiefe lassen sich Lagerungsverhältnisse im Raum erfassen. So lassen sich die Ausdehnung verschiedener stratigrafischer Einheiten übersichtsmäßig abschätzen und interpretieren. Man erkennt die Ausdehnung und Form von Salinarstrukturen in verschiedenen Teufen, sowie deren Einordnung im regionalen Kontext. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Abgrenzung der Salzstrukturen in den entsprechenden Tiefen. Für das Projekt InSpEE wurden flächendeckend für den Festlandsbereich Norddeutschlands Niveauschnittkarten in vier verschiedenen Tiefenniveaus von -500, -1000, -1500, -2000 m unter NN, im Maßstab 1:500.000 erarbeitet. Die gewählten Tiefenniveaus basieren auf der gängigen Tiefenlage bestehender Kavernen in Norddeutschland, die im Wesentlichen zur Speicherung von Kohlenwasserstoffen dienen. Die vier Tiefen von 500 bis 2000 m u. NN wurden in enger Abstimmung mit den Projektpartnern ausgewählt. Die darin enthaltenen Strukturumrisse zeigen im Ansatz Informationen zur Geometrie der entsprechenden Struktur und deren Veränderung mit zunehmender Tiefe und zum anderen bilden sie den Ausgangspunkt für die im Kavernenbau notwendigen gebirgsmechanischen Berechnungen und Potenzialabschätzungen. Die Karten können zur Vorauswahl von Regionen für verschiedene Untergrundnutzungen ebenso genutzt werden, wie zur Abschätzung der Überdeckung und Ausdehnung von Salzstrukturen. Da nicht davon auszugehen ist, dass im Offshorebereich Kavernen betrieben werden, wurde auf die Bearbeitung dieser Bereiche verzichtet. Alle Niveauschnittkarten wurden mit den jeweils zuständigen Staatlichen Geologischen Diensten (SGD) der Bundesländer abgestimmt.
Das „TUNB 3D-Modell des Norddeutschen Beckens“ liefert abfragebasiert Informationen zur räumlichen Verteilung von Basisflächen, Salzstrukturen und Störungen im Norddeutschen Becken (Festland und Offshore Deutsche Nordsee). Das Modell beinhaltet 13 „litho“-stratigraphische Basisflächen von spät-paläozoischen bis känozoischen Formationen. Dabei bildet die Basisfläche des permischen Zechstein die Basis des Modells und die känozoische „Basis Rupelium“ die jüngste ausmodellierte stratigraphische Basisfläche. Zur Oberfläche hin schließt das Modell mit der Fläche der Geländeoberkante ab. Im Bereich der Deutschen Nordsee entspricht dies dem Meeresboden. 273 Salzstrukturen wurden unter Zuhilfenahme seismischer Daten und Bohrungen, sowie teilweise aus den kartierten Verbreitungsgrenzen einzelner Horizonte modelliert. Im Modell werden diese Strukturen durch ihre Umhüllende dargestellt. Aufgrund ihrer hohen Anzahl konnten nicht alle bekannten Störungen innerhalb des Modellgebietes in das Modell aufgenommen werden. Störungen wurden generell ab einer Länge von 5 km und einem Versatz von mindestens 3 Horizonten modelliert. Einzelne wichtige Störungen wurden zusätzlich modelliert, auch wenn sie den oben genannten Kriterien nicht entsprachen. Aufgrund seiner Auflösung und notwendiger Generalisierungen eignet sich das Modell nicht für detaillierte Standortuntersuchungen. Das 3D-Modell ist das Produkt eines von der BGR koordinierten Verbundprojektes, erstellt zwischen 2014 bis 2020. In diesem Projekt modellierten die Staatlichen Geologischen Dienste der Bundesländer Schleswig-Holstein (LLUR), Mecklenburg-Vorpommern (LUNG), Brandenburg (LBGR), Sachsen-Anhalt (LAGB) und Niedersachen (LBEG) ihre jeweiligen Landesgebiete. Das Landesgebiet von Hamburg wurde durch das LLUR, das von Bremen durch das LBEG und das von Berlin durch Geologischen Dienst von Brandenburg (LBGR) mit modelliert. Für die Modellierung der Deutschen Nordsee war die BGR zuständig. Die Urheberschaft der Landesmodelle liegt somit auch bei den Staatlichen Geologischen Diensten, die diese jeweils erstellt haben. Als Modellierungssoftware kam das Programmpaket Paradigm SKUA-GOCAD zum Einsatz. Wir danken EMERSON E&P für die Bereitstellung von Paradigm SKUA-GOCAD und EPOS im Rahmen des Academic Software Programmes. Das Modell wird passend für diese Software zum Download angeboten.
Das Projekt "Teilvorhaben 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Geowissenschaftliches Zentrum, Abteilung Strukturgeologie und Geodynamik durchgeführt. Die strukturgeologische Situation schichtgebundener und gangförmiger Mineralisationen im Norddeutschen Becken wird anhand von Kernmaterial aus existierenden Bohrungen unserer Partner in der Kohlenwasserstoff-Industrie untersucht, um Modelle der bruchgesteuerten Fluidbewegung und Mineralisation zu entwickeln sowie neue Explorationsziele zu identifizieren. In reorientierten Bohrkernen mit Mineralisationen werden die Brüche analysiert, auf denen sich mineralisierende Fluide bewegt haben. Aus den Eigenschaften der Brüche und ihrer Orientierung lassen sich die Richtungen und relative Größe der Hauptnormalspannungen und damit tektonische Regimes (Abschiebungs-, Überschiebungs-, Seitenverschiebungsregime) zur Zeit der Fluidbewegung und Mineralisation ableiten. Strukturuntersuchungen der Gangmineralisationen können mehrphasige Entwicklung und relative Alter klären. Aus der generell bekannten regionalen Strukturentwicklung und aus Altersbeziehungen wird sich bereits eine grobe zeitliche Einordnung ergeben. Für eine genauere Analyse der lokalen tektonischen Entwicklung sind die Strukturen auf verschiedenen Maßstäben mit der Beckenentwicklung in Beziehung zu setzen. Größere Strukturen sind durch existierende Karten und z.T. durch seismische Daten eingegrenzt. Zur Neuinterpretation werden Strukturmodelle erstellt. Die Versenkungs- und Exhumierungsgeschichte verschiedener Beckenteile wird in 1D-Beckenmodellierungen analysiert, die durch Daten zur organischen Reife (Vitrinit- und Bitumenreflektivität) sowie durch Thermochronologie (Spaltspur- und Helium-Alter) kalibriert werden. Diese Daten liegen für die zu bearbeitenden Bohrungen z.T. vor und werden in anderen Fällen im Rahmen des Projekts erhoben. Druck- und Temperaturdaten aus Fluideinschlüssen erlauben die Zuordnung der Mineralisationen zu bestimmten Phasen der Beckenentwicklung und tektonischen Regimes. Verfahren zur Datierung von Fluorit und Dolomit werden erprobt und weiterentwickelt.
Das Projekt "Teilvorhaben 'Charakterisierung geothermischer Ressourcen unter Berücksichtigung von Grenz- und Trennflächen in NW-Deutschland'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist die Sammlung und Aufbereitung von geologischen, geophysikalischen und hydraulischen Daten, welche bei der Planung von Projekten zur direkten Nutzung geothermischer Wärme relevant sind, um sie im Geothermischen Informationssystem GeotIS darzustellen. Dafür werden nicht nur die bisher im GeotIS vorgestellten Reservoire genauer charakterisiert, sondern auch Formationen untersucht, die bei mittleren bis niedrigen Temperaturen zur Wärmegewinnung nutzbar sind, wie z.B. der Bentheimer Sandstein im Emsland. Zu den ebenfalls nur lokal geothermisch nutzbaren Horizonten gehört auch der Untere Buntsandstein, der am Rand des Norddeutschen Beckens bessere hydraulische Eigenschaften aufweist als im Beckenzentrum. Für diese und weitere Horizonte sollen in ausgewählten Gebieten 3D-Modelle zum strukturellen Aufbau, sowie eine Abschätzung der zu erwartenden Gebirgsdurchlässigkeit erstellt werden. Grenz- und Trennflächen können ebenfalls von Bedeutung für die Entstehung günstiger Reservoireigenschaften sein. Daher sollen Klüfte, Störungen und Erosionsdiskordanzen bei der Untersuchung geothermischer Ressourcen besonders berücksichtigt werden. Da nicht jede Grenz- oder Trennfläche eine Erhöhung der Permeabilität bedingt, stellen entsprechende Modelluntersuchungen ein wichtiges Werkzeug zur Beurteilung geothermischer Potentiale dar. Alle neuen Daten zur Struktur und zum Nutzungspotential des tiefen Untergrunds werden in geeigneter Weise in GeotIS dargestellt. Außerdem soll ein interaktives E-Learning-Portal aufgebaut werden, das über wissenschaftlich-technische Zusammenhänge und Nutzungsoptionen der Geothermie in Deutschland informiert. Die Fortsetzung der Arbeiten im Rahmen des Geothermal Implementing Agreement (GIA) der IEA ist ebenfalls geplant. 3D-Modellierung geologischer Strukturen Zusammenstellung hydraulischer Daten Modellierung von hydraulisch-geochemischen Prozessen im Porenraum Aktualisierung und Ausbau von GeotIS Interaktives E-Learning-Portal IEA-GIA.