Helmholtz-Zentrum Deutsches Geoforschungszentrum

GEOZeit

Im Rahmen des Helmholtz-Forschungsprojekts GEOZeit, das die Weiterentwicklung der deutschen Energieversorgung durch innovative Geo-Technologien unterstützt, werden Vorarbeiten für einen einen zukünftigen Wasserstoff-Porenspeicherdemonstrator durchgeführt. Diese Forschung ist von entscheidender Bedeutung, um die Machbarkeit der H2-Speicherung in einem salzhaltigen Aquifer als ergänzende Option zur Salzkavernenspeicherung zu untersuchen.

Es wird ein Wasserstoffspeicher-Demonstrator (HyAquiStore) vorbereitet. Verschiedene Daten aus dem CO2-Pilot-Speicherprojekt in Ketzin, Brandenburg (2004-2017), bilden die Grundlage für die Bewertung der Eignung des Standorts für die Wasserstoffspeicherung. Das Projekt verfolgt einen interdisziplinären Ansatz, der verschiedene räumliche und zeitliche Skalen betrachtet und umfassende geotechnische Analysen integriert.

Laborversuche
Die petrophysikalischen, geochemischen und mikrobiologischen Experimente an Gesteinsproben, die ein potenzielles Reservoir für die Wasserstoffspeicherung sowie das Deckgestein repräsentieren, liefern Antworten auf Fragen zum Verhalten des Gases im Untergrund sowie zu potenziellen Flüssigkeits-Gestein-Mikroben-Interaktionen.

  • Experimente zur Bestimmung der Transporteigenschaften im Porenraum und der hydro-mechanischen Eigenschaften des Reservoirgesteins.
  • Wasserstofflabor
  • Großer Reservoir-Simulator – LARS

Numerische Modellierung
Die numerischen Simulationen im Rahmen des GEOZeit-Projekts berücksichtigen verschiedene Aspekte der unterirdischen Wasserstoffspeicherung in salinen Aquiferen. Auf verschiedenen Skalen treten reaktive Prozesse auf, die miteinander interagieren und möglicherweise das Design und die Betriebsweise einer Speicheranlage beeinflussen.
Auf Mikroebene sind Porengrößensimulationen entscheidend, um die mikrobielle Aktivität vorherzusagen, die für die Optimierung von unterirdischen Wasserstoffspeichersystemen von Bedeutung ist. Auf Mesoskala unterstützen Kernsimulationsarbeiten experimentelle Untersuchungen, in dem sie Hypothesen testen und petrophysikalische sowie Laborwerte integrieren, was zur Klärung von Fluiddynamik und Massentransport in porösen Gesteinen beiträgt. Auf Makroskala modellieren integrierte Simulationen die Gasverteilung im gesamten Speicherstandort und ermöglichen die Bewertung der Speicherleistung sowie die Auswirkungen betrieblicher und geologischer Parameter auf Effizienz und potenzielle Verluste.

Mineralogische, geochemische und petrophysikalische Untersuchung
Eingespeicherter Wasserstoff kann mit dem Reservoir, dem Deckgestein und den Flüssigkeiten reagieren, was Mineralogie, Porosität und Permeabilität der Gesteine sowie die Chemie der Sole beeinflusst. Um diese Reaktionen zu verstehen, werden Laborversuche durchgeführt, die die Wasserstoffinjektion in poröse Gesteine simulieren, wobei die Veränderungen durch petrographische, geochemische und petrophysikalische Tests an Kernproben analysiert werden. Diese Analyse ist entscheidend für eine effektive Wasserstoffspeicherung und -rückgewinnung.

Soziale Akzeptanz
Das Projekt berücksichtigt die technischen Anforderungen sowie die sozialen Bedenken, indem es die Bürger von Anfang an einbezieht und einen offenen und transparenten Austausch ermöglicht. Das frühere CO2-Pilotprojekt am Standort Ketzin hat gezeigt, wie wichtig klare und offene Kommunikation ist, um Bedenken gegenüber neuen Technologien in städtischen Gebieten zu adressieren und vorzubeugen.

2022 - 2026

  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  • Baker Hughes
  • EnBW Energie Baden-Württemberg AG
  • EWE AG
  • Stadtwerke Karlsruhe
  • STORAG ETZEL GmbH
  • UGS GmbH

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