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Gesteinsschichten für geologischen Wärmetauscher aufgeschlossen

erstellt von rduechting zuletzt verändert: 06.06.2011 09:51

Das Erdwärme-Projekt „GeneSys“ der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) hat einen weiteren wichtigen Meilenstein erreicht. Mit einem Wasser-Frac wurden in einer Tiefe zwischen 3500 und 3800 Meter die Gesteinsschichten des Mittleren Buntsandsteins für den geologischen Wärmetauscher aufgeschlossen. Bei den Arbeiten in der vergangenen Woche waren keine seismischen Ereignisse registriert worden.

„Mit dem erfolgreichen Wasser-Frac sind wir einen wesentlichen Schritt auf dem Weg zu einer umweltschonenden und klimafreundlichen Wärmeversorgung des Geozentrums Hannover vorangekommen“, erklärt GeneSys-Projektleiter Dr. Johannes Peter Gerling.

Sieben Pumpen mit knapp 5000 PS Leistung hatten fünf Tage lang insgesamt 20 000 Kubikmeter Wasser mit mehr als 400 bar Kopfdruck in die Bohrung auf dem BGR-Grundstück an der Buchholzer Straße injiziert. Anders als bei der Erdgasgewinnung wurde bei diesem Frac-Verfahren reines Wasser ohne Zusätze in Form von Stützmitteln und Chemikalien verwendet. Das Wasser war aus dem Mittellandkanal entnommen und vor der Injektion von Schwebstoffen gereinigt worden.

Mit Rücksicht auf die Anwohner wurden die täglichen Frac-Arbeiten auf den Zeitraum von 6 bis 22 Uhr beschränkt. Eine 10 Meter hohe Lärmschutzwand sorgte dafür, dass der Lärmpegel auf ein Mindestmaß beschränkt blieb. Aufgrund der Druckverhältnisse im Untergrund herrschten in der Frac-Tiefe von rund 3700 Meter ein Druck von mehr als 800 bar. Dieser Druck war notwendig, um das Gebirge durch das eingepresste Wasser um bis zu 1 Zentimeter aufzureißen. Auf diese Weise wurde ein geologischer Wärmetauscher in einer Größe von 0,5 Quadratkilometern erzeugt.

In den Rissen der Gesteinsschichten kann sich das Wasser später bis auf etwa 160 Grad Celsius erwärmen. Der Frac erstreckt sich entsprechend der Simulationen über eine Fläche von etwa 3000 Meter horizontal und 300 Meter vertikal. „Dichte Gesteinsformationen oberhalb des Bundsandsteins verhinderten eine Ausbreitung des Fracs nach oben“, so der zuständige BGR-Arbeitsbereichsleiter Dr. Torsten Tischner.

Die Frac-Arbeiten wurden durch ein Monitoring-System der BGR permanent überwacht. Im Umkreis von 4 Kilometer um den Bohrplatz waren Geophone in bis zu 200 Meter Tiefe in Bohrlöcher abgehängt worden. Das engmaschige Kontrollnetz umfasste insgesamt 13 Stationen. Auf diese Weise konnten die BGR-Experten trotz anderer potenzieller städtischer Quellen eine genaue und zeitnahe Überwachung der Seismizität vornehmen und hätten im Falle seismischer Ereignisse auf Grundlage eines vorher definierten Alarmplans reagieren können. „Allerdings haben wir während der gesamten Injektionsphase keine nennenswerten seismischen Ereignisse gemessen. Dies ist ein positives Signal für die Nutzung der tiefen Geothermie in Norddeutschland, da das seismische Risiko äußerst gering ist“, erklärt BGR-Seismologe Dr. Thomas Plenefisch.

Das durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) finanzierte und mehr als 20 Millionen Euro teure Geothermie-Pilotprojekt „GeneSys“ stellt eine technologische Innovation dar. Mit GeneSys erprobt die BGR ein neues Konzept zur Direktnutzung von tiefer Erdwärme. Die Förderung des heißen Wassers und die anschließende Rückführung des abgekühlten Wassers erfolgt im Unterschied zu anderen Geothermie-Vorhaben in einer Bohrung. Auf diese Weise werden die Bohrkosten reduziert. Das heiße Wasser wird im zyklischen Betrieb gewonnen. Zur Zwischenspeicherung des abgekühlten Wassers wird die BGR den natürlichen Porenraum des Wealden-Sandsteins in etwa 1500 Meter Tiefe als geologischen Tank nutzen.

Die umweltfreundliche geothermische Beheizung des Geozentrums Hannover, in dem auch die BGR ihren Sitz hat, soll einen jährlichen Verbrauch von einer Million Kubikmeter Erdgas ersetzen und damit die Emission von 3.000 Tonnen CO2 pro Jahr sparen. Ab 2014 sollen die Büros, Labore, Sammlungen und Werkstätten mit Erdwärme beheizt werden. Mit Hilfe der noch zu erbauenden Heizzentrale werden die notwendigen 2 Megawatt Wärme bereitgestellt.


Pressemitteilung der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Mai 2011

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