Sektion 6.2: Geothermische Energiesysteme

Die Arbeiten der Sektion sind auf langjährige Erfahrungen in der multidisziplinären ganzheitlichen Herangehensweise an komplexe Themenstellungen der Nutzbarmachung des unterirdischen Raums gegründet, die in folgenden Kompetenzfeldern ihren Ausdruck finden.

Temperaturfeld der Erde

Unsere wissenschaftlichen Arbeiten sind sowohl auf das allgemeine Verständnis der thermischen Bedingungen der Lithosphäre als auch auf die Charakterisierung des unmittelbar nutzbaren, also erbohrbaren Bereiches der Erdkruste fokussiert.

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Andrea Förster
Wissenschaftlerin
Dr. habil.Andrea Förster
Geothermische Energiesysteme
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Gebäude A 69, Raum 106
14473Potsdam
+49 331 288-1242
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Die Kenntnis der Temperaturverteilung sowie der thermisch-hydraulischen Gesteinseigenschaften und der wirksamen Wärmetransportprozesse des tieferen Untergrundes der Erde ist für die Charakterisierung von Geo-Ressourcen von grundlegender Bedeutung. Erst diese Parameter ermöglichen die Erarbeitung verlässlicher Planungs- und Bewertungsgrundlagen für eine nachhaltige Nutzung der Erdwärme als alternative Energiequelle. Wir charakterisieren das thermische Feld sowohl im regionalen als auch im lokalen Maßstab und insbesondere auch für die Erkundung von hydro- und petrothermalen Ressourcen. Dabei nutzen wir Daten aus Bohrungen und geophysikalischen Oberflächenuntersuchungen, analysieren chemische und physikalische Eigenschaften von Gesteinen und entwickeln numerische Untergrundmodelle für erbohrbare Tiefen als auch für tiefere Bereiche der Erdkruste. Wir arbeiten damit an der Schnittstelle von Grundlagenforschung und angewandter Wissenschaft.

Unsere Expertise gründet sich auf Arbeiten, die wir in geodynamisch unterschiedlichen Regionen der Welt durchgeführt haben, z.B. in Europa (Norddeutsches Becken, Erzgebirge, Luxemburg), im Nordamerikanischen Midcontinent, in der Andinen Subduktionszone (Bolivien, Chile), im Arabischen Schild (Israel, Jordanien) sowie in Indien.

Interpretation von Bohrlochmessungen

Beispiel für eine kombinierte Interpretation von Bohrkern- und Bohrlochmessdaten (GFZ).
(GFZ)

In Bohrungen gemessene Parameter wie z.B. Porosität, Dichte, Gamma-Strahlung und Temperatur bilden die Basis für eine Bewertung der geologischen und thermischen Bedingungen sowohl auf der Bohrloch-Skala als auch auf der Reservoir-Skala. Sie sind daher integraler Bestandteil von Untergrundmodellen. Geophysikalische Bohrlochmessungen werden darüber hinaus für die indirekte Bestimmung thermischer Gesteinseigenschaften, wie z.B. der Wärmeleitfähigkeit, verwendet.

Wärmestrom und thermische Modelle

Karte des Oberflächenwärmestroms für Europa (Cloetingh et al., 2010)
(Cloetingh et al.)

Die Wärmestromdichte ist ein Parameter, der für alle Temperaturmodelle der Erde entweder als Eingangs- oder als Kalibrierungsparameter Verwendung findet. Seine Berechnung erfordert ein hochauflösendes Temperaturprofil gemessen in einer Bohrung unter thermischen Gleichgewichtsbedingungen, als auch Kenntnisse der Wärmeleitfähigkeit der durchbohrten Gesteinsschichten. Wir besitzen Expertisen in der Berechnung dieses Parameters und seiner geodynamischen Interpretation.

Thermische Gesteinseigenschaften

Messung thermischer Gesteinseigenschaften mit der TCS Apparatur (GFZ)
(GFZ)

Wir messen die Wärme- und Temperaturleitfähigkeit von trockenen und gesättigten Gesteinen unter Normalbedingungen im Labor. Darüber hinaus verfolgen wir den methodischen Ansatz, die Wärmeleitfähigkeit von Gesteinen aus dem modalen Mineralbestand abzuleiten. Wir entwickeln am GFZ eine neue Messanlage für die Untersuchung der Wärmeleitfähigkeit trockener und gesättigter Gesteine unter simultaner Erhöhung von Druck (bis zu 200MPa) und Temperatur (bis zu 200°C).


Explorationsgeologie

(B. Norden, GFZ)

Wir verfolgen ein skalenübergreifendes und interdisziplinäres Explorationskonzept zur Aufsuchung und Charakterisierung geothermischer Standorte. Dabei greifen wir auf viele Einzeldisziplinen und Methoden der Geologie, Hydrogeologie, Geophysik, Geochemie und der klassischen Geothermie zurück. Die Auswahl und Anwendung dieser Methoden ist stark abhängig vom geologischen Standort und dem Grad der bisherigen Erkundung und erfolgt mit dem Ziel, die Nutzung geothermischer Energie nachhaltig plan- und nutzbar zu machen.

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Ben Norden
Wissenschaftler
Dr.Ben Norden
Geothermische Energiesysteme
Telegrafenberg
Gebäude A 69, Raum 104
14473Potsdam
+49 331 288-1578
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Die geothermischen Ressourcen können unter anderem nach ihrem Energiegehalt eingeteilt werden. So finden sich sogenannte Hochenthalpie Lagerstätten oftmals in der Nähe von Plattengrenzen und Zonen mit aktivem Vulkanismus, während Niedrigenthalpie Lagerstätten bevorzugt in älteren Sedimentbecken der Kontinente zu finden sind. Die nutzbare Verfügbarkeit geothermischer Energie hängt dabei im starken Maße von den Wärmetransportprozessen (Konduktion, Konvektion bzw. hydraulische Durchlässigkeit) ab, die durch die geologischen Rahmenbedingungen vorgegeben werden. Für die Bewertung und Charakterisierung dieser geothermischen Ressourcen verknüpfen wir die Ergebnisse von geologischen, geophysikalischen und geochemischen Untersuchungen in geologischen Modellen. Dabei interpretieren wir die Daten skalenübergreifend und versuchen sie in widerspruchsfrei parametrisierte (skalenabhängige) Strukturmodelle einzubinden. So können Standorte zuverlässig charakterisiert werden und Risiken für die Entwicklung und für den operativen Betrieb geothermischer Anlagen minimiert werden

Gase am Übergang von der Geosphäre zur Atmosphäre

(M. Klinkmüller)

Systematische Untersuchungen von Gasen und Emanationen an der Grenze von Geosphäre zu Atmosphäre sind wichtige Methoden zur Analyse von Geothermalsystemen. Die Zusammensetzung der Bodengase sowie Emissionsraten von Gasen geben Hinweise auf mögliche Fluidwegsamkeiten im Untergrund und liefern zudem Hinweise zu Prozessen in der Tiefe und auf dem Weg zur Oberfläche. Ergebnisse dieser Studien tragen damit zu einem umfassenderen Verständnis von Geothermalsystemen bei, sowohl aus der Perspektive der Exploration und Resourcenbewertung, als auch zur Überwachung. Die interdisziplinäre Kombination von Bodengasdaten mit anderen relevanten wissenschaftlichen Disziplinen ist eine unserer wichtigsten Zielstellungen.

Standortcharakterisierung mit integrativen geologischen Modellen

(B. Norden, GFZ)

Um geothermischer Reservoire erfolgreich beschreiben zu können, werden alle verfügbaren geologischen, geophysikalischen Daten eines Standorts in parametrisierten Strukturmodellen zusammengebracht. Diese Modelle bilden die Grundlage für die Planung und den Betrieb geothermischer Anlagen. Andersherum können Beobachtungen unerwarteter Veränderungen von Untergrundeigenschaften an geothermischen genutzten Standorten nur verstanden werden, wenn eine verlässliche und ausreichende Standortcharakterisierung vorliegt. Wir erstellen diese Modelle, erheben ggf. weitere Daten zu ihrer Parametrisierung und untersuchen ihre Skalenabhängigkeit. Im Vergleich mit Feldbeobachtungen untersuchen wir mögliche Unterschiede zu modellbasierten Prognosen und suchen nach standortbasierten Ansätzen, um sowohl die Parametrisierung der Modelle als auch zukünftige Explorations- und Monitoringkonzepte anzupassen.


Geothermische Fluide

Geothermische Fluide sind das Trägermedium der Wärme. Sie bestehen aus einer Gas- und einer flüssigen Phase von komplexer chemischer Zusammensetzung. Die Kenntnis ihrer Eigenschaften und Wechselwirkungen ist erforderlich, um einen nachhaltigen Anlagenbetrieb zu sichern.

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Harald Milsch
Wissenschaftler
Dr.Harald Milsch
Geothermische Energiesysteme
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14473Potsdam
+49 331 288-1527
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Geothermische Fluide sind das Trägermedium der Wärme und daher zentraler Gegenstand geothermischer Energiegewinnung. Sie bestehen aus einer Gas- und einer flüssigen Phase von komplexer chemischer Zusammensetzung. Eine genaue Kenntnis ihrer Eigenschaften und Wechselwirkungen ist erforderlich, um die vielfältigen Prozesse während des Fluidtransports zu modellieren, Risiken zu vermeiden und eine Nachhaltigkeit des Betriebs zu sichern.

Das Kompetenzcluster „Fluide“ befasst sich in drei Arbeitsschwerpunkten mit der Untersuchung dieser chemischen und physikalischen Fluideigenschaften sowie deren Online-Monitoring an der Forschungsplattform Groß Schönebeck. Der Arbeitsbereich ist
analytisch-experimentell ausgerichtet und betreibt mehrere Labore, in denen Messungen und Untersuchungen unter in situ Reservoirbedingungen durchgeführt werden können.
Schnittstellen mit anderen Arbeitsgruppen am Internationalen Geothermiezentrum ICGR gibt es beispielsweise in den Bereichen Korrosion und Ausfällungen, Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen oder der Erfassung von thermophysikalischen Daten
für Reservoirmodellierungen. In einer Reihe von Projekten kooperieren wir zu unterschiedlichsten Fragestellungen mit nationalen und internationalen Partnern.

Fluidchemie

(GFZ)

Mineralische Ablagerungen in Komponenten geothermischer Anlagen oder im Porenraum des Gesteins können die Fluidproduktion massiv behindern. Ziel ist es, die zugrunde liegenden chemischen Prozesse zu verstehen, um ggf. Maßnahmen ergreifen zu können. In Laborversuchen werden dazu unter in situ Anlagenbedingungen die komplexen Prozesse in wohldefinierten und meist hochsalinaren Lösungen simuliert. Dabei werden die Art und die Bildungskinetik der unterschiedlichen mineralischen Ausfällungen untersucht.

Fluidphysik

(GFZ)

Die Kenntnis der physikalischen Parameter Dichte, Viskosität, Schallgeschwindigkeit, elektrische- und Wärmeleitfähigkeit sowie Wärmekapazität ist für die Einschätzung der Nachhaltigkeit geothermischer Anlagenentwicklung von zentraler Bedeutung, aber oft sehr lückenhaft. Zur Erweiterung der Datenbasis sowie für physikochemische Untersuchungen an geothermischen Fluiden wurde ein Labor eingerichtet, in dem alle genannten Parameter bestimmt werden können, die meisten davon unter in situ Reservoirbedingungen.

Physikochemisches Fluid-Monitoring

(GFZ)

An der Forschungsplattform Groß Schönebeck betreiben wir das Fluid-Monitoringsystem „FluMo“. Es ermöglicht die Online-Erfassung relevanter physikochemischer Fluidparameter sowie die in situ Fluidprobenahme an mehreren Abgriffspunkten entlang des Hauptstrangs der obertägigen Anlage. Mit „FluMo“ werden Veränderungen im Fluidchemismus sowie die dabei ablaufenden chemischen Prozesse unter in situ Bedingungen untersucht, was entscheidend zum Prozessverständnis und somit zu einem nachhaltigen Betrieb der Gesamtanlage beiträgt.


Gesteinsphysik

(C. Cunow)

Experimentelle Untersuchungen zu den Zusammenhängen der physikalischen Eigenschaften von Gesteinen und deren innerem Aufbau tragen zu einem besseren Verständnis der dynamischen Prozesse im Untergrund bei und sind ein wichtiges Bindeglied zwischen Erkundung und Erschließung.

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Wissenschaftler
Dr.Erik Spangenberg
Geothermische Energiesysteme
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Gebäude A 69, Raum 104
14473Potsdam
+49 331 288-1276
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Die wissenschaftlichen Arbeiten im Bereich Gesteinsphysik sind experimentell ausgerichtet und untersuchen Zusammenhänge zwischen den physikalischen Eigenschaften von Gesteinen und deren innerem Aufbau. Die Fragestellungen, die bei unseren Forschungsarbeiten im Mittelpunkt stehen, resultieren aus der Nutzung der Geothermie als erneuerbarer Energiequelle, der Untergrundspeicherung von Kohlenstoffdioxid sowie der Erschließung von natürlichen Methanhydratvorkommen. Über die Charakterisierung des Ist-Zustandes hinaus rücken zunehmend Untersuchungen in den Vordergrund, die das Verständnis von dynamischen Prozessen und damit Veränderungen im Untergrund betreffen. Alle Experimente laufen unter kontrollierten Druck- und Temperaturbedingungen ab, die den möglichen in situ Bedingungen während der Reservoirnutzung entsprechen. Unsere Messmethoden entwickeln wir kontinuierlich weiter, um Experimente unter immer extremeren, z. B. superkritischen Bedingungen, durchführen zu können. Als wichtiges Bindeglied zwischen Erkundung und Erschließung tragen die Ergebnisse zu einer nachhaltigen Nutzung geothermischer Reservoire bei.

Gesteins- und Reservoircharakterisierung

(GFZ)

Die Messung der physikalischen Eigenschaften von Gesteinen unter simulierten in situ Bedingungen im Labor ist entscheidend für eine umfassende Charakterisierung natürlicher geologischer Reser-voire. Routinemäßig betreiben wir experimentelle Apparaturen und Aufbauten zur Untersuchung der seismischen, elektrischen und hydraulischen Eigenschaften wassergesättigter Gesteinskerne bei einem kontrollierten Umschließungsdruck bis 300 MPa, Porendrücken bis 100 MPa und maximalen Betriebstemperaturen von 250 °C.

Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen

(GFZ)

Produktion bzw. Injektion von Fluiden aus bzw. in den Untergrund führen zur Störung des thermodynamischen und chemischen Zustands des Reservoirs. Als Reaktion auf diese Störungen werden Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen induziert, die die Gesteinseigenschaften verändern können. Zur Prognose des Langzeitverhaltens von Reservoiren während bzw. nach der Nutzung führen wir experimentelle Untersuchungen unter simulierten Reservoirbedingungen im Labor durch.

Methodenentwicklung

(GFZ)

Zur Erfüllung von Anforderungen, die neue Aufgabenstellungen mit sich bringen, werden vorhandene Methoden weiterentwickelt und neue Messaufbauten geschaffen. So entstehen viele unikale Apparaturen, mit denen die interessierenden Gesteinseigenschaften unter den simulierten Bedingungen der Erdkruste gemessen werden können. Eine große Herausforderung ist z. B. die Erweiterung des Temperaturbereichs auf sehr heiße geothermale Quellen mit Temperaturen von 400 °C und mehr.


Reservoirengineering

Für den weiteren Ausbau der geothermischen Energiegewinnung ist das Reservoirengineering von großer Bedeutung. Die wirtschaftliche Nutzung geothermischer Reservoire erfordert genaue Analysen des geologischen Systems und eine auf den Standort abgestellte Planung.

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Günter Zimmermann
Wissenschaftler
Prof. Dr.Günter Zimmermann
Geothermische Energiesysteme
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Gebäude A 69, Raum 224
14473Potsdam
+49 331 288-1458
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Für einen weiteren Ausbau der geothermischen Energiegewinnung ist das Reservoir-Engineering von entscheidender Bedeutung. Die wirtschaftliche Nutzung geothermischer Reservoire erfordert die genaue Analyse des geologischen Systems und eine auf den Standort abgestellte Planung. Das schließt die chemische und petrophysikalische Reservoircharakterisierung und die Reservoirmodellierung sowie das Verständnis der Interaktionen zwischen Bohrloch und Reservoir ein. Maßnahmen der Reservoirstimulation, die Kontrolle der Produktions- und Injektionsrate und des Bohrlochpfades sowie die Kenntnis der Bohrlochgeometrie tragen dazu bei, die Wärmegewinnung zu optimieren.
Der Reservoir-Ingenieur schätzt die Wärmemenge im Untergrund ab, berechnet den Zeitpunkt des thermischen Durchbruchs und optimiert die Reservoirleistung durch Monitoring und analytische und numerische Berechnungen. Daraus entwickelt er ein auf den Standort abgestelltes Konzept.
Die Forschungsbohrungen des GFZ in Groß Schönebeck erschließen wasserführende Gesteinsformationen in Tiefen zwischen 3,9 und 4,4 km bei Temperaturen um 150 °C. Dieses Tiefenlabor bietet die Möglichkeit, Bohrloch-Messungen und in situ Experimente unter natürlichen Bedingungen durchzuführen. Existierende Modelle können so validiert und verbessert sowie neue Modelle erstellt werden.

Stimulation

(GFZ)

Stimulationsmaßnahmen sind eine Option, um neue Wasserwegsamkeiten zu erzeugen und dadurch die Produktivität von gering durchlässigen Reservoirgesteinen zu verbessern. Am GFZ wurden geothermiespezifische Stimulationsmethoden wie das Hydraulic Fracturing und das thermisch induzierte Fracturing weiterentwickelt und in Groß Schönebeck getestet. Dabei wurde Flüssigkeit unter hohem Druck in den Untergrund verpresst, um neue Risse im Gestein zu erzeugen oder bestehende Risse zu erweitern.

Gesteinsphysik

(GFZ)

Die nachhaltige Nutzung geothermischer Reservoire erfordert, die physikalischen Eigenschaften des Untergrundes so genau wie möglich zu charakterisieren. Gesteinsphysikalische Experimente sind eine komplementäre Methode, die während des Anlagenbetriebes generierten mechanischen und thermodynamischen Veränderungen im Untergrund zu untersuchen. Die Ergebnisse verbessern die hydro-thermo-mechanisch-chemischen Reservoirmodelle und erlauben es, gezielte Aussagen über Reservoir-Produktivität, Nachhaltigkeit und Best-Practice-Betrieb zu treffen.

Modellierung

(GFZ)

Eine den Erfordernissen angepasste numerische Modellierung ist für die Planung des Bohrpfades, der Stimulationsmaßnahme, der Auslegung hydraulischer Tests und für die Vorhersage des Reservoirverhaltens während des Anlagenbetriebs entscheidend. Die Modelle sollten die Reservoirgeologie und -struktur, die Geometrie der Bohrungen und der hydraulisch induzierten Risse beinhalten. Darüber hinaus sind die hydraulischen, thermischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften des Reservoirs zu berücksichtigen.


Reservoirmonitoring

Das Reservoirmonitoring untersucht natürliche und künstlich induzierte Strömungsprozesse im Untergrund. Innerhalb von Feldexperimenten werden innovative Bohrlochmessmethoden angewendet und weiterentwickelt.

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Jan Henninges
Wissenschaftler
Dr.Jan Henninges
Geothermische Energiesysteme
Telegrafenberg
Gebäude A 69, Raum 222
14473Potsdam
+49 331 288-1442
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Wir untersuchen die Auswirkungen natürlicher und künstlich induzierter Strömungsprozesse im Untergrund. Hierfür werden innovative Bohrlochmessmethoden im Rahmen von Feldexperimenten eingesetzt und weiterentwickelt. Die Integration mit anderen geophysikalischen und geochemischen Methoden ermöglicht eine quantitative Erfassung räumlich-zeitlicher Änderungen von Zustandsbedingungen und Reservoireigenschaften des Untergrunds.

Wir arbeiten an Methoden, die speziell auf die Anforderungen neuer Arten der Untergrundnutzung, wie z.B. neuer Methoden der Erdwärmegewinnung (z.B. Enhanced Geothermal Systems, superkritische Reservoire), der Untergrundspeicherung (z.B. Kohlendioxid, thermische Energie), oder der Gewinnung nicht-konventioneller Energieträger (z.B. Gashydrate) abgestimmt sind. Weiterhin entwickeln wir neuartige Verfahren zur Überwachung der Bohrlochintegrität (z.B. Zementation). Aus den gewonnenen Daten können wichtige Informationen für eine sichere und effiziente Nutzung geologischer Reservoire abgeleitet werden

Wireline-Bohrlochmessungen

(GFZ)

Fluidbewegungen im Untergrund können durch die Messung von Druck, Temperatur und Fließgeschwindigkeiten entlang einer durchströmten Bohrung quantifiziert werden. Hierfür wurde ein neuartiges hybrides Bohrlochmesssystem entwickelt, mit dem kombinierte Messungen mit elektronischen Sonden und faseroptischer Sensorik durchgeführt werden können. Mit der bestehenden Winden- und Sondenausrüstung können Bohrlochmessungen bis zu einer Tiefe von 6000 m und bei Temperaturen von bis zu 150 °C durchgeführt werden.

Permanent installierte Sensorik

Um dynamische Prozesse im Untergrund zu beobachten und Informationen zu der strukturellen Integrität einer Bohrung zu gewinnen können Sensorkabel permanent am Tubingstrang oder hinter der Verrohrung installiert werden. Hierfür werden in Zusammenarbeit mit Fachfirmen Messkabel und Einbautechniken für den Einsatz in Tiefbohrungen entwickelt. Im Rahmen unserer bisherigen Forschungsprojekte haben wir permanente Sensorkabel in Bohrungen bis zu 1200 m Tiefe und bei Betriebstemperaturen von über 300 °C installiert.

Faseroptische Messverfahren

Ortsverteilte Methoden wie DTS (Distributed Temperature Sensing) und DAS (Distributed Acoustic Sensing) eröffnen neue Möglichkeiten für geophysikalisches Monitoring, da sie quasi-kontinuierliche Aufzeichnung von Daten über Strecken von mehreren Kilometern mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung ermöglichen. In Zusammenarbeit mit Partnern aus Forschung und Industrie entwickeln wir neuartige faseroptische Sensoren zur Messung von weiteren physikalischen und chemischen Parametern für labor- und feldbasierte Experimente.

Faseroptische Sensorik

Bohrlochmesstechnik

Software

  • WellCAD (Auswertung und Darstellung von Bohrlochmessdaten)
  • PLATO (Production Logging Analysis Tool)

Prozess- und Anlagentechnologien

Obwohl die Gewinnung und Speicherung geothermischer Energie auf thermodynamischen Prozessen konventioneller Energietechnik basiert, müssen die geologischen Einflüsse berücksichtigt und angepasste Entwurfsalgorithmen und Optimierungsstrategien entwickelt werden.

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Ali Saadat
Wissenschaftler
Dr.-Ing.Ali Saadat
Geothermische Energiesysteme
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Gebäude A 69, Raum 218
14473Potsdam
+49 331 288-1459
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Die Nutzung des Untergrunds zur Energiegewinnung und -speicherung ist ein wichtiger Baustein für eine zukunftsorientierte und nachhaltige Energieversorgung. Durch die Erschließung geothermischer Ressourcen besteht die Möglichkeit die Wärme aus dem tiefen Untergrund zur direkten Wärmebereitstellung zu nutzen, durch entsprechende Techniken in Wärme auf ein höheres oder tieferes Temperaturniveau ("Kälte") zu transformieren oder in Strom umzuwandeln. Für die Wandlung in Strom sind Kraftwerkskreisläufe nach dem Clausius-Rankine oder einem modifizierten Clausius-Rankine Prozess üblich. Obwohl die Nutzung der Geothermie zur Gewinnung oder Speicherung von Energie auf den gleichen thermodynamischen Prozessen wie in der konventionellen Energietechnik basiert, müssen vor allem die Einflüsse der geologischen Bedingungen berücksichtigt und angepasste Entwurfsalgorithmen und Optimierungsstrategien entwickelt werden. Das Kompetenzcluster "Prozess- und Anlagentechnologien" befasst sich mit der Untersuchung energie- und verfahrenstechnischer Aspekte bei der Nutzung des unterirdischen Raums als Bestandteil einer zukunftsfähigen Energieversorgung. Dabei werden in den Bereichen Energietechnik, Verfahrenstechnik, Materialauswahl sowie Versuchs- und Pilotanlagenengineering technische Fragestellungen angegangen, aber auch ökonomische und ökologische Aspekte berücksichtigt.

Verfahrenstechnik

(GFZ)

Das Ziel der Verfahrenstechnik ist die verlässliche Förderung und Injektion von in der Regel stark mineralisierten, mehrphasigen Tiefenwässern. Voraussetzung für einen planungssicheren Aufbau und Betrieb des Thermalwasserkreislaufs ist dabei die Auswahl geeigneter Komponenten sowie operativer Parameter. In laufenden Forschungsprojekten wird daher das Verhalten unterschiedlicher Materialien in Gegenwart korrosiver Milieus sowie Ausfällungs erscheinungen und Entgasungsvorgänge experimentell und modelltechnisch untersucht.

Energietechnik

(GFZ)

Die energetische Nutzung geothermischer Ressourcen erfordert die Entwicklung geeigneter technischer Anlagenkonzepte, da diese noch nicht einem etablierten Standard entsprechen. Am GFZ stehen dabei die Anpassung vorhandener technischer Komponenten sowie die Entwicklung geeigneter Auslegungsansätze im Vordergrund, die ein optimales Zusammenwirken der Komponenten in tiefengeothermischen Anlagen ermöglichen. Das Ziel ist es, die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit sowie die Effizienz des Gesamtsystems zu verbessern.

Thermische Untergrundspeicher

(Geothermie Neubrandenburg GmbH & Google Earth)

Energieversorgungssysteme mit Aquiferspeichern bestehen aus verschiedenen Teilsystemen: dem Untergrund, dem anlagentechnischen Teil und den Nutzern, welche die Energiebedarfsstruktur bestimmen. Das GFZ befasst sich mit der Steigerung der
Zuverlässigkeit und Effizienz solcher Systeme im Rahmen einer ganzheitlichen Systembetrachtung. Zentraler Standort für die bisherigen Untersuchungen sind die Parlamentsbauten in Berlin, welche u. a. durch einen Wärme- und einen Kältespeicher im Untergrund energetisch versorgt werden.

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Ernst Huenges
Sektionsleiter
Prof. Dr.Ernst Huenges
Geothermische Energiesysteme
Telegrafenberg
Gebäude A 69, Raum 216
14473Potsdam
+49 331 288-1440
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