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COMPLETE

erstellt von huenken zuletzt verändert: 06.12.2013 12:27

Projekt:

COMPLETE
Erstmaliger Abschluss des kompletten Lebenszyklus eines Kohlendioxidspeichers im Pilotmaßstab mit Schwerpunkt auf Überwachung bei Stilllegung

Laufzeit:

01.01.2014 bis 31.12.2017

Koordination:

Dr. Sonja Martens

Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Zentrum für Geologische Speicherung CGS
Telegrafenberg
14473 Potsdam

Programm:

BMBF Rahmenprogramm Forschung für nachhaltige Entwicklungen (2009)

Themenschwerpunkt:

Die Nutzung des unterirdischen Raumes zur Kohlendioxid-Speicherung

Ziele:

In Ketzin (Brandenburg) befindet sich der erste Standort auf dem europäischen Festland, an dem die geologische Speicherung von Kohlendioxid im Pilotmaßstab erprobt wird. Die Einrichtung des Standortes erfolgte im Rahmen des EU-Projekts CO2SINK (2004 bis 2010). Dabei wurden insgesamt drei Bohrungen bis in eine Tiefe von etwa 800 Metern angelegt. Eine Bohrung diente zur Kohlendioxidinjektion und zur Beobachtung, während die zwei anderen Bohrungen allein zur Beobachtung genutzt worden sind. Seit Juni 2008 wurde Kohlendioxid in einer Tiefe von 630 bis 650 Metern in poröse Sandsteinschichten (Grundwasserleiter der Stuttgart Formation) injiziert. Dabei handelte es sich überwiegend um lebensmittelreines Kohlendioxid (Reinheit > 99,9 %). Die Injektion wurde von einem umfangreichen Monitoringprogramm zur Speicherüberwachung begleitet. Nach Abschluss von CO2SINK ist der Speicherbetrieb seit dem Jahr 2010 mit dem BMBF-Projekt CO2MAN fortgeführt worden. Bis zum Abschluss der Speicherung im August 2013 wurden insgesamt 67.271 Tonnen Kohlendioxid in den Untergrund eingespeist. Während der Speicherung sind das geophysikalische und geochemische Monitoring des Standorts sowie umfangreiche Laboruntersuchungen fortgesetzt worden, um die Kohlendioxidausbreitung im Untergrund zu verfolgen sowie deren Auswirkungen auf die Speichergesteine zu bestimmen. Im Rahmen von CO2MAN wurden zwei weitere Bohrungen am Standort Ketzin niedergebracht. Mit einer Bohrung sind Gesteins- und Fluidproben aus dem aktiven Speicher gewonnen worden, während die zweite, flachere Bohrung zur Überwachung der Deckgebirgsintegrität genutzt wird. Auch die Verbesserung der geologischen Modellierung als Basis für numerische Simulationen, die das zeitliche und räumliche Verhalten des eingebrachten Kohlendioxids wiedergeben können, und die Öffentlichkeitsarbeit waren wesentliche Bestandteile des Projekts, das Ende 2013 abgeschlossen wurde.

Im Rahmen des für den Zeitraum von 2014 bis 2017 geplanten Projekts COMPLETE sollen nach Abschluss der Kohlendioxidspeicherung die Stilllegung und der Rückbau des Pilotstandortes Ketzin sowie die Überwachung der Nachbetriebsphase erfolgen. Es ist vorgesehen, einen stufenweisen Bohrungsverschluss und Wiederholungsmessungen zur Bestimmung der Kohlendioxidausbreitung im Untergrund durchzuführen. Weiterhin sollen geringe Mengen Kohlendioxid rückgefördert bzw. Salzwasser (Sole) in den Speicher eingebracht werden. Während des gesamten Projektzeitraumes ist eine Überwachung des Standortes mit verschiedenen Monitoringmethoden beabsichtigt. COMPLETE gliedert sich in drei Themenfelder:

Themenfeld 1: Operatives Engineering & Stilllegung

Dieses Themenfeld umfasst den operativen Betrieb während der Stilllegung des Standortes. Im Rahmen von Feldkampagnen sind eine Rückförderung geringer Mengen von Kohlendioxid sowie die Injektion von Sole beabsichtigt. Mit diesen Experimenten sollen die physikochemischen Veränderungen des Kohlendioxids im Untergrund untersucht und der natürliche Fluidrückfluss in die Stuttgart Formation nach Ende der Speicherung simuliert werden. Den eigentlichen Arbeitsschwerpunkt des Themenfeldes bilden Bohrungsverschluss und Rückbau des Speicherstandortes. An einer Beobachtungsbohrung soll ein zweistufiger Verschluss erfolgen. Der untere Bohrungsabschnitt (>500 Meter) wurde bereits Ende 2013 verfüllt. Anschließend ist die Bohrung mit Sensoren ausgestattet worden und soll über einen zweijährigen Zeitraum überwacht werden. Danach erfolgt die Verfüllung des oberen Bohrungsabschnittes (<500 Meter) sowie der anderen vier Bohrungen des Standortes.

Themenfeld 2: Monitoring

Die Überwachung der geplanten Feldkampagnen und der Nachbetriebsphase soll im Rahmen des zweiten Themenfeldes erfolgen. Es ist beabsichtigt, mit Hilfe von seismischen Messungen die weitere Kohlendioxidausbreitung im Untergrund zu verfolgen. Außerdem sollen geoelektrische Methoden zur Kontrolle der geplanten Sole-Injektion und der Bohrungsintegrität eingesetzt werden. Einen weiteren Schwerpunkt bildet das Langzeitmonitoring der natürlichen Gasflüsse an der Oberfläche und in den stillgelegten Bohrungen. Neben der Überwachung gilt es, die eingesetzten Methoden zu optimieren sowie Einsatzbereiche und Sensitivitäten zu quantifizieren.

Themenfeld 3: Datenmanagement, Modellierung & Simulation

Das dritte Themenfeld umfasst die Integration der Ergebnisse in die Projektdatenbank. In dem Langzeitarchiv werden neben den Rohdaten auch Datenprodukte und Modellierungsergebnisse vorgehalten. Zur Unterstützung des Standortmanagements wurden bereits im Rahmen der Vorgängerprojekte umfangreiche Modellierungen des kurz- bis langfristigen Reservoirverhaltens durchgeführt. Auf Basis neuer Messergebnisse erfolgte eine regelmäßige Überarbeitung des geologischen Modells. Im Rahmen des Themenfeldes sollen weitere Aktualisierungen vorgenommen sowie Simulationen zu den geplanten Feldkampagnen durchgeführt werden. Weiterhin ist der Genehmigungsbehörde mit Abschluss des Vorhabens eine belastbare Langzeitprognose zur weiteren Entwicklung des Speichers auf Basis numerischer Simulationen vorzulegen.

Öffentlichkeitsarbeit

Der Wissenstransfer in die Öffentlichkeit ist ebenfalls eine wichtige Aufgabe des Projekts und wurde bereits in CO2SINK und CO2MAN erfolgreich durchgeführt. Es ist beabsichtigt, das Besucherzentrum in Ketzin weiter zu betreiben und mit Veranstaltungen und Pressearbeit zur Information der Öffentlichkeit beizutragen. Auch die ständige Aktualisierung des Internetauftritts gehört zu den geplanten Aufgaben. Eine intensive Öffentlichkeitsarbeit ist insbesondere vor dem Hintergrund der kritischen Haltung der Bevölkerung zur geologischen Kohlendioxidspeicherung von besonderer Bedeutung.

 

Das Projekt COMPLETE wird ausschließlich vom GFZ in Potsdam durchgeführt. Neben der Förderung durch das BMBF wird das Projekt seitens der Industrie und des norwegischen CLIMIT Programms finanziell unterstützt. Außerdem wird ein entsprechender Eigenanteil des GFZ in das Projekt einfließen.

Mit den geplanten Arbeiten trägt das GFZ wesentlich dazu bei, die geologische Kohlendioxidspeicherung in einem Aquifer im Pilotmaßstab zu untersuchen und hieraus Technologien für zukünftige Speicherprojekte zu entwickeln. Zusammen mit den vorangegangenen Projekten CO2SINK und CO2MAN wird mit COMPLETE erstmals der gesamte Lebenszyklus eines Kohlendioxidspeichers erfasst.