Forscher optimieren Erschließung der tiefen Geothermie

„Die Nutzung der tiefen Geothermie für die Wärme- und Stromversorgung kann nur wirtschaftlich sein, wenn millionenteure Fehlbohrungen vermieden werden. Die sichere Beurteilung von geothermischen Reservoiren ist deshalb besonders wichtig für den Erfolg von Geothermieprojekten. Dazu wenden wir gemeinsam mit Kollegen aus Aachen, Berlin, Freiberg und Kiel in unserem neuen Forschungsprojekt ‚MeProRisk II – Optimierungsstrategien und Risikoanalyse für tiefe geothermische Reservoire‘ Methoden an, die wir zuvor im Projekt MeProRisk I arbeitsteilig entwickelt haben“, erklärte Prof. Dr. Christoph Clauser vom Institut für Applied Geophysics and Geothermal Energy anlässlich der Bewilligung der Mittel für MeProRisk II durch das Bundesumweltministerium.

Unter anderem sollen innerhalb dieses Projekts optimale Positionen für Bohrungen ermittelt werden. Darüber hinaus werden Produktionsbedingungen durch modernste dreidimensionale Visualisierungen veranschaulicht, um die technische Auslegung der Anlagen an weitere Rahmenbedingungen anzupassen. Die Projektkoordination liegt beim Institut für Applied Geophysics and Geothermal Energy des E.ON Energy Research Centers der RWTH Aachen.

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes werden die gemeinsam entwickelten Methoden bei der Untersuchung mehrerer größerer geothermischer Erkundungsvorhaben in Deutschland, Italien und Australien angewendet. Geophysikalische Messungen an der Oberfläche und in Explorationsbohrlöchern liefern wichtige Daten zu den Schichten und Störzonen des Untergrunds. Außerdem werden physikalische Eigenschaften der Gesteine (z. B. Durchlässigkeit, Wärmeleitung) bestimmt.

Aus diesen Informationen lassen sich unter Berücksichtigung von Mess- und Analyseungenauigkeiten Computermodelle des Reservoirs erstellen. Diese wiederum ermöglichen die Berechnung der Wasserzirkulation und des Wärmetransports im Untergrund. Die gleichzeitige Beobachtung von Temperaturverläufen und Wasserzuflüssen in den Explorationsbohrungen liefert wichtige Daten zur Verfeinerung der Ergebnisse.

Die so entwickelten Modelle zeichnen sich, verglichen mit bisher üblichen Methoden, durch eine deutlich verminderte Unsicherheit bei der Bewertung von Gesteinseigenschaften und geologischen Strukturen des Reservoirs aus. Die beste Position für die Bohrungen der Geothermie-Anlage mit dem geringsten Risiko im Hinblick auf die anzutreffenden Bedingungen im Untergrund lässt sich durch eine mathematische Optimierungsanalyse der erfolgreichen Modelle bestimmen. Darüber hinaus veranschaulichen modernste dreidimensionale Visualisierungen der Prozesse im Reservoir die Produktionsbedingungen. Damit kann die technische Auslegung der geothermischen Anlage frühzeitig an standortspezifische Gegebenheiten angepasst werden.

Projektbeteiligte sind:
– RWTH Aachen
• Institut für Applied Geophysics and Geothermal Energy am E.ON Energy Research Center (hier liegt auch die Projektkoordination)
• Institut für Scientific Computing
• Virtual Reality Center
• Mathematik C, Kontinuierliche Optimierung
– Institut für Geophysik der FU Berlin
– Institut für Geophysik und Geoinformatik der TU Bergakademie Freiberg
– Institut für Geowissenschaften der Universität Kiel
– Geophysica Beratungsgesellschaft mbH, Aachen.
An der RWTH Aachen erfolgen die rechenintensiven Computersimulationen, die Optimierungsanalyse und die Visualisierung auf Hochleistungsrechnern.

Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Realtorsicherheit (BMU) über einen Zeitraum von drei Jahren mit einer Fördersumme von ca. 3,1 Mio. Euro gefördert.

Kontakt:
Dr. Gabriele Marquart,
Applied Geophysics and Geothermal Energy
E.ON Energy Research Center
RWTH Aachen University
Mathieustraße, Hauptgebäude
52072 Aachen
Tel. 0241 80 49895
gmarquart@eonerc.rwth-aachen.de