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MAGS - Mikroseismische Aktivität geothermischer Systeme

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. Laut eines Berichts zur Geothermie, den das Bundeskabinett am 13. Mai 2009 beschlossen hat, sollen bis zum Jahr 2020 ca. 280 Megawatt Leistung zur geothermischen Stromerzeugung installiert sein. Bei einer Leistung von ca. 5 MW pro Kraftwerk entspricht dies mehr als 50 Kraftwerken. Nach 2020 wird mit einer Beschleunigung des Wachstums und einer installierten elektrischen Leistung von 850 MW bis 2030 gerechnet.

Dieser Ausbau der Geothermie ist derzeit durch das vereinzelte Auftreten induzierter Mikroseismizität in der Nähe geothermischer Kraftwerke gefährdet. Nach einem induzierten Mikrobeben in Basel wurde das dortige Geothermieprojekt gestoppt. In Deutschland traten in der Nähe des Geothermiekraftwerks Landau Mikrobeben auf, die zu Beunruhigungen in der Bevölkerung führten. Auch in Soultz-sous-Forêts (Elsass) und in Unterhaching trat induzierte Mikroseismizität im räumlicher Nähe zu den Geothermiestandorten auf. 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.

Projektziele
  • 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
  • Zusammenarbeit mit Betreibern und Genehmigungsbehörden für eine sichere Energiegewinnung aus tiefer Geothermie

Im Rahmen des vom BMU geförderten Verbundprojekts „Mikroseismische Aktivität Geothermischer Systeme“ (MAGS) sollen Konzepte zur Begrenzung der mikroseismischen Aktivität bei der energetischen Nutzung geothermischer Systeme im tiefen Untergrund entwickelt werden. Hierzu wird die Seismizität an Nutzungsstandorten der tiefen Geothermie in Deutschland zunächst möglichst genau gemessen und charakterisiert. In einem zweiten Schritt soll die seismische Gefährdung berechnet und mit der Gefährdung durch natürliche Erdbeben am selben Standort verglichen werden. Außerdem werden Strategien zur Vermeidung spürbarer Seismizität bei hydraulischen Stimulationen und im Dauerbetrieb geothermischer Kraftwerke entwickelt. Schließlich soll das Verbundprojekt zu einem verbesserten Prozessverständnis zum Entstehen fluidinduzierter Mikrobeben beitragen. „Ein Ziel von MAGS ist, den Genehmigungsbehörden Daten an die Hand zu geben, mit denen eine noch genauere Gefährdungseinschätzung möglich ist“, erklärt Dr. Ulrich Wegler, der das Verbundprojekt für die BGR koordiniert.

Der Forschungsverbund setzt sich zusammen aus Wissenschaftlern der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, der Freien Universität Berlin, des Karlsruher Instituts für Technologie, der Ludwig-Maximilians Universität München, der TU Clausthal und der TU Bergakademie Freiberg und arbeitet mit den Firmen geo x GmbH, Pfalzwerke geofuture GmbH, Bernried Erwärme Kraftwerk GmbH, GeoEnergie Kirchweidach GmbH, Geothermie Unterhaching GmbH & Co KG und WISMUT GmbH zusammen.

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