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Echtzeitmonitoring in der Bohrung durch faseroptische Temperaturmessung (Foto: Daniel Acksel, GFZ)

Erdwärme aus dem Muschelkalk

Seit 2017 wird ein riesiger Speicher stillgelegt, der in den Poren einer 1015 bis 1045 Meter unter dem Berliner Grunewald liegenden Sandsteinschicht Erdgas zwischengelagert hatte, um den schwankenden Bedarf der Stadt zu decken. Für die Forscher um Arbeitsgruppenleiter Guido Blöcher vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam und für seine Projektpartner von der Berliner Erdgasspeicher GmbH (BES) bietet dieser Rückbau einer Anlage aus dem fossilen Zeitalter eine einmalige Gelegenheit, eine nachhaltige, regionale Energiequelle zu erkunden: Sie wollen wissen, ob sich die 500 Meter über dem nicht mehr benötigten Erdgasspeicher liegende Schicht aus Muschelkalk eignen könnte, um Erdwärme zur Versorgung von Gebäuden zu nutzen. Und das nicht nur in der Metropole, sondern vielleicht auch im boomenden und ebenfalls energiehungrigen Umland.

Dabei interessieren die Forscher sich vor allem für zwei Schichten im Muschelkalk, die jeweils aus 15 Meter dicken Lagen aus Schaumkalk mit sehr vielen Poren bestehen. Dieses Gestein ähnelt tatsächlich einem sehr harten Schaum, der vor Urzeiten entstand, als sich am Grund eines flachen Meeres um kleine Sandkörner oder um Reste von Muschelschalen langsam eine Kalkhülle bildete. In den Poren dieses Schaumkalks steckt reichlich Wasser fest, das normalerweise nur entlang von Klüften fließen kann, die sich im Gestein bilden. Weil der Muschelkalk und auch das darin eingeschlossene Wasser unter dem Berliner Grunewald in einer Tiefe zwischen 500 und 550 Metern ungefähr 32 Grad warm sein sollte, könnte man die darin steckende Energie als Erdwärme nutzen. Und man könnte in diesem Schaumkalk auch im Sommer überflüssige Wärme für den Winter speichern.

Wie gut sich eine solche Gesteinsschicht in der Tiefe nutzen lässt, hängt ganz entscheidend davon ab, wie viel Wasser im Karbonat-Gestein des Schaumkalks steckt und welche Mengen durch die dort unten natürlich entstandenen Klüfte strömen können. „Um das herauszubekommen, müsste man normalerweise eine Bohrung bis in den Schaumkalk vorantreiben“, erklärt Guido Blöcher. Das ist aber ein teures Unterfangen.

Viel preiswerter ist es dagegen, die ja bereits für die Erdgasspeicher angelegten Bohrungen zu nutzen. Genau das machen jetzt die GFZ-Forscher. Durch diese Bohrungen holen sie zunächst einmal Wasserproben aus dem Muschelkalk der Tiefe an die Oberfläche. Die Hydrochemikerin Simona Regenspurg untersucht mit ihrer Arbeitsgruppe die dort enthaltenen Stoffe, um zu erkunden, woher das Wasser kommt und wie man es nutzen könnte: „Welche Mengen an Salz und anderen Stoffen sind im Wasser gelöst?“, fragt die GFZ-Forscherin sich.

Für die Salze interessiert Simona Regenspurg sich, weil diese ausfallen und so die technischen Prozesse beim Nutzen der Erdwärme behindern könnten. Kennt man die Mengen und die Zusammensetzung dieser Salze, können die Ingenieure später auch besser Korrosion verhindern. Zusätzlich analysiert in einem neuen GFZ-Schwerpunkt zur Erforschung des Lebens in der Tiefe der Geomikrobiologe Jens Kallmeyer, welche Mikroorganismen im Wasser enthalten sind und wie deren Aktivitäten den Untergrund beeinflussen. Mehr erfahren...

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Erdölförderung im Emsland

Erdölförderung im Emsland (Foto: Wintershall Holding GmbH)