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Mikroseismische Aktivität geothermischer Systeme 2 –
Vom Einzelsystem zur großräumigen Nutzung (MAGS2)

Der weltweit weiter anwachsende Energiebedarf wird derzeit vorwiegend mit fossilen Brennstoffen gedeckt. Hierdurch steigt der CO2-Anteil in der Erdatmosphäre, was zu einer unerwünschten Klimaerwärmung führen kann. Die Nutzung der tiefen Geothermie in Deutschland soll zukünftig einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und einer zukunftssicheren Energieversorgung leisten. Ein wesentlicher Vorteil geothermischer Energie ist ihre Verfügbarkeit unabhängig von Tageszeiten, saisonalen Schwankungen und Witterungsbedingungen. Sie ist damit sowohl grundlastfähig als auch eine saubere Energieversorgung unabhängig von fossilen Rohstoffen.
Der Ausbau der Geothermie ist derzeit durch das Auftreten zum Teil spürbarer Seismizität in der Nähe geothermischer Kraftwerke gefährdet. So traten in Deutschland im Oberrheingraben in der Nähe der Geothermiekraftwerke in Landau und Insheim Mikrobeben auf, die zu Beunruhigungen in der Bevölkerung führten. Auch in Soultz-sous-Forêts (Elsass) und in Unterhaching wurde induzierte Mikroseismizität in räumlicher Nähe zu den Geothermiestandorten beobachtet. Für die Akzeptanz der Energiegewinnung aus tiefer Geothermie ist es entscheidend, wissenschaftlich klar darzulegen, ob diese Seismizität auf Mikrobeben begrenzt bleibt oder ob eine Gefahr für Menschen und Gebäude von den induzierten seismischen Ereignissen ausgehen könnte. Umfangreiche Arbeiten hierzu wurden im bereits abgeschlossenen Forschungsprojekt MAGS - Mikroseismische Aktivität geothermischer Systeme durchgeführt, wobei die folgenden Ziele im Vordergrund standen:

  • Entwicklung von Konzepten zur Begrenzung der mikroseismischen Aktivität bei der energetischen Nutzung tiefer geothermischer Systeme,
  • Verbessertes Verständnis der Prozesse, die zum Entstehen fluidinduzierter Mikrobeben führen und
  • Zusammenarbeit mit Betreibern und Genehmigungsbehörden für eine sichere Energiegewinnung aus tiefer Geothermie.

Darauf aufbauend beschäftigt sich das Folgeprojekt "MAGS2 - Vom Einzelsystem zur großräumigen Nutzung" insbesondere auch mit den möglichen seismologischen Wechselwirkungen in komplexen Geothermiefeldern. Solche Geothermiefelder existieren derzeit im Südraum Münchens und in der Südpfalz, wo verschiedene Geothermiekraftwerke in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander installiert wurden.

Die Arbeiten in MAGS2 lassen sich in die folgenden drei Themenfelder gliedern:


A - Monitoringkonzepte, Öffentlichkeitsarbeit
Aufgabe von Themenfeld A ist die Verbesserung der seismologischen Überwachungskonzepte, so dass sie auch zur Anwendung in größeren Geothermiegebieten mit mehreren Anlagen und verschiedenen Betreiberfirmen geeignet sind.

Arbeitsziele
  • Ausarbeitung eines Leitfadens zum seismischen Monitoring von Geothermiefeldern
  • Berechnung von Erschütterungsszenarien zur deterministischen Gefährdungsanalyse
  • Erstellung von Erschütterungskarten mit Berücksichtigung der enthaltenen Unsicherheiten
  • Entwicklung eines Programmpakets zur Seismogrammauswertung
  • Visualisierung der seismischen Ereignisse mit geologischen Informationen


B - Fluidinduzierte Seismizität in Geothermiefeldern
Schwerpunkt von Themenfeld B ist die Weiterentwicklung des Konzepts der seismologisch kontrollierten Zirkulation und die Entwicklung neuer Methoden zur Beschreibung fluidinduzierter Seismizität im Falle komplexer Geothermiefelder.

Arbeitsziele
  • Weiterentwicklung der probabilistischen Gefährdungsanalyse für Geothermiefelder
  • Erfassung von (zeitlichen) Veränderungen der seismischen Gefährdung
  • Entwicklung von Methoden zur Reduktion der seismischen Gefährdung


C - Abschätzung der Seismizität vor dem Bohren

In Themenfeld C wird die Übertragbarkeit von Erkenntnissen aus gut verstandenen Anlagen auf neue Standorte untersucht, um zu ermöglichen, dass bereits vor dem Abteufen einer Bohrung die zu erwartende Seismizität eingeschätzt werden kann.

Arbeitsziele
  • Slip-Tendency-Analyse
  • Entwicklung von Methoden zur Abschätzung der Seismizität vor Bohrbeginn

Der Forschungsverbund setzt sich zusammen aus Wissenschaftlern der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, der Freien Universität Berlin, der Ludwig-Maximilians Universität München, der Technischen Universität Clausthal / des Energie-Forschungszentrums Niedersachsen, der Technischen Universität Bergakademie Freiberg, der Ruhr-Universität Bochum und der Christian-Albrechts-Universität Kiel. Ebenfalls beteiligt sind das Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz und die BESTEC GmbH. MAGS2 arbeitet mit den Firmen geo x GmbH, Pfalzwerke geofuture GmbH, Bernried Erdwärme Kraftwerk GmbH, GeoEnergie Kirchweidach GmbH, Geothermie Unterhaching GmbH & Co KG und WISMUT GmbH zusammen.

Zusatzinformationen

Abschlussworkshop MAGS2

Am 04./05. Oktober 2016 findet der MAGS2-Abschlussworkshop in Bochum statt. Diesen gestalten wir gemeinsam mit dem Projekt "SHynerige" der Ruhr-Universität Bochum. Das Programm finden Sie hier

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