THC-Prognos – Hydrochemische Charakterisierung zur prognostischen Modellierung nachhaltiger Reservoirbewirtschaftung
Das Verbundprojekt unterteilt sich in folgende Arbeitspakete:
1. Erstellung einer hydrogeochemischen Datenbank der bekannten Reservoirthermalwässer in Deutschland: Ziel ist die flächendeckende Erfassung und Bereitstellung validierter hydrochemischer Daten von Thermal-, Mineral- und Tiefengrundwässern sowie von Solen und Thermalsolen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den drei bedeutendsten Geothermieregionen in Deutschland: Das Norddeutsche Becken, der Oberrheingraben und das Molassebecken. Die Daten werden aus verschiedenen Quellen zusammengetragen. Diese Daten werden auf TUdatalib der TU Darmstadt, einem Langzeitdatenspeicher, unter freier Lizenz veröffentlicht.
2. Entwicklung eines thermisch-hydraulisch-chemischen (THC) Modellierungswerkzeugs und Etablierung einer Richtlinie für THC-Modellierungen: Ziel ist ein abgestimmtes, belastbares Verfahren zur Bewertung hydrogeochemischer Wechselwirkungen, dessen Validierung und die Bereitstellung von Referenzdaten zur Kalibration eigener Modellansätze. Mit diesen Verfahren werden die Simulationen, ohne die keine belastbare Bewertung möglich ist, aus dem Forschungsumfeld in die Praxis der beratenden Ingenieurbüros und Projektplaner gebracht.
3. Prognostische thermisch-hydraulisch-chemische Modellierungen: Ziel ist es, die hydrochemischen Wechselwirkungen im Einflussbereich (Reservoir, Bohrlochnahbereich und im Bohrloch) mitteltiefer Wärmespeicherung als auch tiefer hydrothermaler Direktwärmegewinnung an ausgewählten Projektstandorten quantitativ zu prognostizieren.
4. Erweiterung des geothermischen Informationssystem GeotIS: Die Erkenntnisse zur Hydrochemie der Reservoirfluide sollen formations- und lokalitätsbezogen im Zeitverlauf öffentlich zugänglich gemacht werden. Hierfür soll GeotIS ergänzt und mit neuen Funktionen zur interaktiven Darstellung hydrochemischer Reservoirparameter versehen werden.
Ziele des Teilprojektes: (i) Ganzheitliche Untersuchung von THC Wechselwirkungen im Reservoir und im bohrlochnahem Bereich mittels numerischer Simulation. (ii) Weiterentwicklung eines allgemein einsetzbaren Modellierungswerkzeugs, dass zur Erklärung und Prognose hydrogeochemischer Prozesse im Reservoir und an einer Bohrung bzw. Dubletten (Geothermie, Wärmespeicherung, aber auch Trinkwasser) verwendet werden kann.
Bei der ganzheitlichen THC-Modellierung müssen sowohl für das konzeptionelle Modell als auch für die konkrete Umsetzung Proof-of-Concept Studien aus dem akademischen Bereich in die Praxis umgesetzt werden, um eine Anwendung durch fachlich ausgewiesene Berater*innen zu ermöglichen. Auf der konzeptionellen Seite müssen der Modellaufbau automatisierbar und übertragbar gestaltet werden, ein Modellierungsansatz zur Abbildung von elektrochemischen Prozessen implementiert werden und die Güte des Modells quantifizierbar darstellbar sein. Folgende Entwicklungsschritte sind hierfür nötig:
- Technische Umsetzung THC-Reservoirsimulator
- Toolentwicklung Elektrochemie
- THC-Modellierung Beispielstandort
- Machine Learning
- Technische Universität Darmstadt 64287 Darmstadt Deutschland
- Technische Universität Berlin 10623 Berlin Deutschland
- Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum 14473 Potsdam Deutschland
- Leibniz Institut für Angewandte Geophysik 30655 Hannover Deutschland
- Hydroisotop GmbH 85301 Schweitenkirchen Deutschland
- Büro für Geohydrologie und Umweltinformationssysteme 75392 Deckenpfronn Deutschland
BMWK - Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), FKZ 03EE4056A
Projektlaufzeit: 01.12.2023-30.11.2026
Fördervolumen GFZ: 775.500 €