2024-01-01  –  2026-12-31

535.696,48 EUR

Hochschule Bochum, Bochum, Nordrhein-Westfalen

03EE4057B

Sonstiges im Rahmen der geothermischen Energie [EB1619]

01258873/1  –  SimBol - Simulationen auf Basis von Bohrklein für die geothermische Lagerstättenplanung

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE4)

Energie

Die Ziele des Erneuerbare-Energien-Gesetzes vom Frühjahr 2022 sind, bis 2030 mindestens 80 % des Stroms aus erneuerbaren Quellen zu beziehen, die Klimaerwärmung auf 1,5 °C zu begrenzen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren. Die tiefe und oberflächennahe Geothermie werden eine wichtige Rolle spielen (insbesondere bei der Gebäudeheizung) und bis zu 25 % des deutschen Energiebedarfs decken. Um Geothermieanlagen optimal zu planen und zu betreiben, ist jedoch ein genaues Verständnis des Untergrunds entscheidend. Um die dafür notwendigen Daten zu erheben, werden gegenwärtig mit aufwändigen Bohrverfahren Bohrkerne aus den Reservoireinheiten gewonnen, die anschließend im Labor hinsichtlich ihrer thermischen, hydraulischen und mechanischen Parameter untersucht werden. Mit den gewonnenen Datensätzen werden dynamische 3D-Reservoirmodelle parametrisiert. Aus diesen werden anschließend thermisch-hydraulisch-mechanisch gekoppelte Modelle (THM-Modelle) abgeleitet, auf deren Grundlage Langzeitprognosen zur geothermischen Leistungsfähigkeit der Bohrungen erstellt und mögliche Risiken quantifiziert werden. Ein entscheidender Faktor bei der bisherigen Herangehensweise sind die für das aufwendige Kernbohrungsverfahren anfallenden enormen Kosten. Aus diesem Grund werden in Geothermieprojekten nur sehr kleine, mehr oder minder zufällig ausgewählte Bereiche als Kernbohrung ausgeführt und mit Parameterwerten unterfüttert. Die SimBoL-Methode verzichtet auf teure Bohrkerne und nutzt die ohnehin anfallenden Bohr-Cuttings. Dabei handelt es sich um Bohrklein, also kleine Gesteinsbruchstu¨cke im Millimeterbereich, die bei gängigen Bohrverfahren durch die Gesteinszerstörung anfallen. Die Cuttings werden mittels Mikro-Computertomographie analysiert. Aus dem dabei entstehenden dreidimensionalen Abbild der Proben auf der Mikroskala werden numerische Modelle abgeleitet, über die die makroskopischen Gesteinsparameter mit hoher Genauigkeit bestimmt werden können.