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Blick über das St1 Deep Heat Oy-Project (Foto: Tero Saarno).

Verbessertes Risikomanagement für die Geothermie

Bohrlochüberwachung in nahezu Echtzeit hilft, Erschütterungen gering zu halten

Um heiße Flüssigkeiten zur Energiegewinnung aus dem Untergrund zu fördern, werden große Mengen Wasser unter hohem Druck in das Gestein injiziert. Diese „hydraulische Stimulation“ schafft die notwendigen Klüfte zur Förderung im Rahmen von Geothermieprojekten, führt aber auch zu Bodenerschütterungen. Die Fachleute sprechen von induzierter Seismizität. Ein Team von Forschenden hat jetzt eine Methode vorgestellt, mit der die induzierte Seismizität kontrolliert werden kann. Die Versuche fanden an einem Reservoir unter Helsinki bei der bisher tiefsten hydraulischen Stimulation eines geothermischen Bohrlochs statt. Das Team unter der Leitung von Grzegorz Kwiatek vom Deutschen GeoForschungsZentrum berichtet darüber in der Fachzeitschrift Science Advances.

Die induzierte Seismizität bei so genannten Enhanced Geothermal Systems (EGS) hat in der Öffentlichkeit Besorgnis und Skepsis hervorgerufen. In der Vergangenheit kam es deshalb bereits zur Stilllegung mehrerer EGS-Projekte. Das Management des Risikos einer induzierten Seismizität ist daher entscheidend für die Entwicklung und weitere Nutzung der EGS-Technologie zur marktreifen Strom- und Wärmeversorgung in städtischen Gebieten. Die Geothermie bietet viele Vorteile: Sie ist als Energiequelle „sauber“ und eignet sich für die Grundlastversorgung von Städten mit Wärme und Strom.

Wir haben in Zusammenarbeit mit einem Team von internationalen Forscherinnen und Forschern aus Wirtschaftsunternehmen, akademischen Institutionen und Universitäten eine Strategie entwickelt um Stimulationen sicherer durchführen zu können“, berichtet der Leiter der GFZ-Sektion Geomechanik und Wissenschaftliches Bohren, Marco Bohnhoff. Die finnischen Behörden hatten als Vorgabe festgelegt, dass das dortige Geothermieprojekt „St1 Deep Heat Oy“ nur fortgesetzt werden kann, wenn keine Erdbeben stärker als Magnitude 2 ausgelöst werden.

In der Studie berichten die Forschenden, wie sie das Seismizitätsrisiko in den Griff bekamen: „Die Verarbeitung seismischer Daten, die aus einem ad-hoc installierten Netzwerk von Bohrloch- und Oberflächengeofonen gewonnen wurden, lieferte den entscheidenden Input für den sicheren Betrieb der Stimulation", sagt der Hauptautor der Studie, Grzegorz Kwiatek vom GFZ. Betreiber und Wissenschaftler arbeiteten dabei über mehrere Monate an und mit einem Ampelsystem. Die seismische Überwachung ermöglichte ein extrem schnelles aktives Feedback. Das heißt, es erfolgte eine sofortige Anpassung der Stimulationsparameter durch Reduzierung der Injektionsrate. Dazu gab es Richtlinien für die Reservoir-Ingenieure zur Anpassung von Raten und Druck während der Injektion. Es gab zudem immer wieder Ruhezeiten, in denen gar kein Wasser injiziert wurde. Mehr erfahren...

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