Abgeschlossene Projekte
Geothermische Nutzung der Karbonatgesteine im norddeutschen Becken
Effiziente Erkundung des geothermischen Potenzials in urbanen Räumen
Das Projekt GeoTief Wien vermisst die Geologie im östlichen Raum Wiens, um das Potenzial tiefliegender Heißwasservorkommen zu erforschen.
Studie zur nachhaltigen Vermeidung von CO2-Emission durch geologische Speicherung von Wärme oder Gasen.
Multidisciplinary and multi-context demonstration of Enhanced Geothermal Systems exploration and exploitation techniques and potentials
Tight Geothermal Casing Connections for Axial Stress Mitigation Ziel des Projekts ist die Verbesserung der Stabilität und Integrität von geothermischen Bohrlöchern. Um eine effiziente du sicherere Produktion von geothermischen Fluiden zu ermöglichen, ist es unabdingbar, dass der Verbund aus Stahlrohren und Bohrlochzementen über viele Jahre gegeben ist. Gerade in Hochtemperatur-Geothermie treten erhebliche thermische Spannungen auf den verschiedenen Materialen im Bohrloch auf. Die strukturelle Integrität der Bohrlöcher leidet darunter stark.
Unseren Energiebedarf werden wir in Zukunft größtenteils aus erneuerbaren Quellen decken. Eine zuverlässige, stabile und günstige Energieversorgung erfordert dafür neben dem oft genannten Netzausbau und Speicherung auch zunehmend die Berücksichtigung systemischer Aspekte und Systemverantwortlichkeit sowohl der Verbraucher als auch der Erzeuger.
Reaktive Reservoirsysteme – Lösung und Fällung von Salzen und die Auswirkungen auf die hydraulischen und mechanischen Gebirgseigenschaften
Im Geotherm-Projekt sollen die bestehenden geologischen, technischen und kommerziellen Hemmnisse für den Ausbau der Fernwärme-Versorgung in Dänemark beseitigt werden.
Die Initiative „Energie System 2050“ untersucht die Integration von wesentlichen Technologieelementen in das Energiesystem und erarbeitet Lösungen, um die teilweise stark fluktuierenden erneuerbaren Energien erfolgreich in die deutsche und europäische Energieversorgung einzubinden.
Optimierung der Speicherkapazität, Vertrauen in das Verfahren und kostenoptimierter sicherer Speicherbetrieb sind entscheidende Anforderungen an die geologische Speicherung von Kohlenstoffdioxid (CO2).
Das Forschungsvorhaben H2_ReacT untersucht grundlegende Aspekte der untertägigen Wasserstoffspeicherung. Ziel ist die Erhebung experimenteller Daten zur Kinetik chemischer Reaktionen und mikrobieller Umsetzungen sowie zu Transportmechanismen des molekularen Wasserstoffs in tiefen geologischen Systemen unter in situ Bedingungen.
Das aCQurate (accurate CO2 monitoring using Quantitative joint inversion for large-scale on-shore and off-shore storage applications) Projekt beabsichtigt, eine neue Technologie zur quantitativen CO2-Überwachung für große Onshore- und Offshore-Standorte zu entwickeln, z.B. auf dem norwegischen Kontinentalschelf.
Demonstration of soft stimulation treatments of geothermal reservoirs Ziel des Projektes ist die Demonstration verschiedener Stimulationsverfahren für eine ökonomische Nutzung gering-durchlässiger geothermischer Reservoire.
Cooperation in Geothermal energy research Europe-Mexico for development of Enhanced Geothermal Systems and Superhot Geothermal Systems Das Projekt GEMex ist eine Kooperation zwischen einem europäischen Konsortium (24 Partner) und einem mexikanischen Konsortium (9 Partner). Im Mittelpunkt von GEMex steht die Erkundung, Charakterisierung und Bewertung zweier geothermaler Systeme im trans-mexikanischen Vulkangürtel. Darüber hinaus werden im Rahmen des Projektes Konzepte für die Standortentwicklung entstehen. GEMex wird vom GFZ koordiniert.
Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer Pilotanlage zur Messung thermischer Gesteinseigenschaften unter in-situ Bedingungen (Druck, Temperatur, Sättigung).
Im Verbundvorhaben ENavi untersucht das GFZ auf Basis von Fallstudien und Reallaboren in der Metropolregion Berlin Brandenburg Strategien für die Wärmewende (Arbeitspaket 13A, Task 13).
Rissdominierte Erschließung eines tiefen geothermischen Reservoirs zur Stromerzeugung im Norddeutschen Becken – seismische Erkundung, Konzeption und bohrtechnische Planung am Standort Groß Schönebeck In weiterführenden Untersuchungen an der Forschungsplattform Groß Schönebeck soll gezeigt werden, ob das geothermische Potential des Norddeutschen Beckens (NDB) mit dem Konzept einer rissdominierten Erschließung tiefer geothermischer Reservoire im Rotliegend für die Stromerzeugung genutzt werden kann.
In diesem Projekt soll im Oman demonstriert werden, wie Wärme aus erneuerbaren Quellen und bei Nutzung des Untergrundes, effizient zur Kühlung genutzt werden kann.
Novel Productivity Enhancement Concept for a Sustainable Utilization of a Geothermal Resource Im Projekt SURE soll die Technologie des "Radial Water Jet Drillings" zur Stimulation gering produktiver geothermischer Bohrungen untersucht werden. Das Bohrverfahren setzt einen fokussierten Wasserstrahl ein um, ausgehend von einer existierenden Bohrung, höher permeable Bereich wie beispielsweise Störungszonen im Umfeld der Bohrung anzuschließen. Hierzu können Bereich in einem Abstand von bis zu 100 m erbohrt werden.
Geo-Energy Test Beds for Low Carbon Energy (GETB)
Geothermische Technologien am Beispiel der Mikrogravimetrie zur integrierten geologisch-geophysikalischen Exploration und dem Monitoring von Tiefenfluiden - Indonesien und Island - MikroGraviMoTiS Das Ziel des Projektes ist, durch die gravimetrische Beobachtung von Massenverlagerungen grundlegende Prozesse in geothermischen Reservoiren besser zu verstehen und zu quantifizieren.
Innovative materials and designs for long-life high-temperature geothermal wells Die sichere und effiziente Bereitstellung geothermischer Energie aus Hochtemperaturlagerstätten setzt einen Einsatz von speziellen Komponenten bei der Erstellung einer Bohrung voraus. Im Projekt GeoWell sollen daher spezielle Verrohrungsmateriale, Bohrlochzemente sowie Überwachungsmethoden für Hochtemperaturbohrungen untersucht werden.
Das "Zwanzig20-Forum Wärmewende" entwickelt als Beitrag zur Energiewende Strategien und Handlungsoptionen für die Implementierung regenerativer Wärme.
Sicherheit, Verlässlichkeit und Kontrollierbarkeit sind essentielle Aspekte der CO2-Speicherung, die sowohl die öffentliche Wahrnehmung als auch die Genehmigungsprozesse beeinflussen. Eine zentrale Aufgabe des Projektes MiReCOL ist es deswegen, zunächst die möglichen Leckage Mechanismen sowie Gefährdungen der Sicherheit bei der CO2-Speicherung umfassend zu analysieren.
Untersuchung diffusiver Entgasungsstrukturen zur Kartierung permeabler Störungszonen in geothermischen Systemen
Das Vorhaben hat die Zielsetzung, die Erkundung und Charakterisierung von Störungszonen in Geothermalsystemen zu optimieren. Dazu werden in Neuseeland verschiedene Techniken von Gasmessungen an der Erdoberfläche zum Einsatz kommen, die bisher hauptsächlich zum Vulkan- und Umweltmonitoring verwendet werden.
CO2 post-injection monitoring and post-closure phase at the Ketzin pilot site Am Pilotstandort Ketzin in Brandenburg wird seit 2004 zum Thema CO2-Speicherung in einem salinen Aquifer geforscht. Die CO2-Injektion wurde im Zeitraum Juni 2008 bis August 2013 erfolgreich durchgeführt und von einem der weltweit umfangreichsten Überwachungsprogramme begleitet. Das Projekt COMPLETE setzt auf die in den Vorgängerprojekten (u.a. CO2SINK und CO2MAN) erarbeiteten Erkenntnisse auf und führt die Forschungsarbeiten in Ketzin fort.
Integrated Methods for Advanced Geothermal Exploration IMAGE is a European project involving 20 partners from 9 different countries. Goal of the project is to develop an integrated geothermal exploration approach based on state-of-the-art scientific methods.
Nachhaltigkeit der Nutzung geothermischer Lagerstätten in Indonesien – systemoptimale Pilotstandorte und Trainingsprogramm Gemeinsame Methoden- und Technologieentwicklung in Kombination mit einen Trainingsprogramm als Hauptbeitrag zum Capacity Building in Indonesien.
Das von der EU geförderte Projekt IMPACTS hat zum Ziel, eine fundierte und umfassende Wissensbasis zu Fragen der CO2-Qualität zu schaffen.
Geothermisches Niedertemperatur-Demonstrationskraftwerk Indonesien - GeNie Das ICGR und indonesische Partnerinstitutionen bündeln ihr Wissen bei der Entwicklung eines ORC-Demonstrationskraftwerkes in Indonesien.
Effizienz und Betriebssicherheit von Energiesystemen mit saisonaler Energiespeicherung in Aquiferen für Stadtquartiere (Aquifer Thermal Energy Storage - ATES Berlin) Bei der Nutzung von Aquiferen zur Speicherung thermischer Energie wird die thermische Speicherfähigkeit des Grundwasser sowie des wasserführenden Gesteins genutzt. Hierbei kann sowohl Wärme als auch Kälte gespeichert werden. Die Speicherkapazität eines Aquiferspeichers ist groß im Vergleich zu anderen thermischen Speichern, da eine große Speichermasse vorhanden ist. Aquiferspeicher werden aus diesem Grund meist als saisonale Speicher oder Langzeitspeicher eingesetzt.
Zur Realisierung der angestrebten Energiewende in Deutschland wurde von den Bundesministerien für Bildung und Forschung, für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit und für Wirtschaft und Technologie gemeinsam die Förderinitiative "Energiespeicher" initiiert.
Dieses Projekt schließt thermodynamische Datenlücken (Pitzer-Parameter) und stellt einen ersten Schritt zur Auswahl und Anwendung reaktiver Transportmodelle dar, welche für geothermische, insbesondere hochsalinare Reservoirstandorte, wie z. B. das Norddeutsche Becken, anwendbar sind.
Das dreijährige europäische Projekt SiteChar (FP7) dient der Festlegung von Kriterien zur Charakterisierung von Standorten zur geologischen Speicherung von CO2 und wurde im Januar 2011 begonnen.
Das Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung, Anpassung und Überprüfung neuer Erkundungsmethoden im Untertagebau.
CO2CARE beschäftigt sich mit der Entwicklung von Technologien und Verfahren, die einen sicheren und nachhaltigen Verschluss von geologischen CO2-Speichern gewährleisten.
Am Pilotstandort Ketzin in Brandenburg wird seit 2004 zum Thema CO2-Speicherung in einem salinen Aquifer geforscht. Die CO2-Injektion wurde im Zeitraum Juni 2008 bis August 2013 erfolgreich durchgeführt und von einem der weltweit umfangreichsten Überwachungsprogramme begleitet.
Das geothermische Potential des Alberta Beckens im Westen Kanadas blieb bisher weitgehend unbeachtet. Die geologisch–geothermischen Grundlagen Zentral–Albertas sind nun Gegenstand von Untersuchungen der Helmholtz–Alberta Initiative HAI, einer Forschungskooperation zwischen der Helmholtz-Gemeinschaft und der Universität von Alberta in Edmonton.
Die Helmholtz-Alberta-Initiative (HAI) ist eine unabhängige, internationale Forschungskooperation der Helmholtz-Gemeinschaft und der University of Alberta (Edmonton, Kanada).Die Helmholtz-Alberta-Initiative (HAI) ist eine unabhängige, internationale Forschungskooperation der Helmholtz-Gemeinschaft und der University of Alberta (Edmonton, Kanada).
Das geothermische Potential Dänemarks – Reservoireigenschaften, Temperaturtiefenverteilung und Nutzungskonzepte zur Bereitstellung. Im Geotherm-Projekt sollen die bestehenden geologischen Bedingungen für den Ausbau der Fernwärme-Versorgung in Dänemark untersucht werden.
Das Projekt soll das Verständnis mikrobiologischer Stoffwechselvorgänge, die zu Ausfällung und Korrosion in geothermischen Anlagen führen oder diese beschleunigen, verbessern um Handlungsempfehlungen geben zu können.
Das von der Europäischen Kommission geförderte Projekt GEISER (Geothermal Engineering Integrated Mitigation of Induced Seismicity in Geothermal Reservoirs) wird vom Internationalen GeothermieZentrum am GFZ koordiniert.
Im Rahmen eines 4-jährigen Forschungsprojekts der dänischen strategischen Forschungsförderung werden unter Federführung des Geologischen Dienstes von Dänemark und Grönland (GEUS) und in Zusammenarbeit mit der Universität Aarhus (AU), dem schwedischen geologischen Dienst (SGU), dem dänischen Fernwärmeverband (Geotermiselskab – DFG) und dem ICGR die Bedingungen für die Nutzung der Erdwärme in Dänemark im Detail untersucht.
Mit der "Toolbox for Applied Seismic Tomography" (TOAST) wird ein Werkzeugkasten erstellt, der modernste Verfahren seismischer Wellenforminversion dem Anwender zugänglich macht.
Im Rahmen des Verbundprojektes GeoEn werden von der Sektion 4.1 Fragen zur Exploration, Bohr-und Reservoirtechnologien, zur Korrosionproblematik sowie den Systemkomponenten geothermischer Nutzungsanlagen bearbeitet.
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Optimierung der energetischen Nutzung feuchter Biomasse und damit die Erhöhung ihrer Nachhaltigkeit.
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines preisgünstigen und schnellen Prozessmonitorings zur Bewertung des mikrobiellen Einflusses auf die Betriebssicherheit geothermischer Anlagen. Mit dem Screening an 8 Standorten sollen die entscheidenden Parameter für das Monitoring identifiziert werden. Die umfassende Untersuchung von Feststoff- und Fluidproben verschiedener Anlagen dient der vollständigen Charakterisierung von Zusammensetzung, Aktivität und zeitlicher Variabilität der mikrobiellen Biozönose in diesen Systemen.
Das Marktanreizprogramm für erneuerbare Energien des BMU ist ein Förderinstrument zur Marktdurchdringung erneuerbarer Energien im Wärmebereich. Es wird wissenschaftlich evaluiert, um Förderauswirkungen zu überprüfen. Das GFZ bearbeitet den Fachbereich Tiefengeothermie.
Die CO2-Speicherung in Ketzin wird durch ein umfangreiches Programm seismischer Beobachtungsmessungen begleitet. Eine wesentliche Komponente dieser Messungen ist die Wiederholung der 3D-seismischen Oberflächenmessungen.
Im Forschungs- und Entwicklungsvorhaben CLEAN (CO2 Large-Scale Enhanced Gas Recovery in the Altmark Natural Gas Field) wird in einem Teilfeld der Lagerstätte Altmark die Möglichkeit untersucht, konventionell nicht förderbare Erdgasmengen mittels Kohlendioxid (CO2) zu fördern. Gleichzeitig werden wesentliche Erkenntnisse gewonnen, die zur geologischen CO2-Speicherung in erschöpften Gaslagerstätten weltweit genutzt werden können.
Das EU-Projekt HITI zielt darauf ab, geophysikalische und geochemische Messgeräte und Methoden für die Anwendung in tiefen Geothermiebohrungen mit bis zu überkritischen Bedingungen (T > 380 °C) zur Verfügung zu stellen. Überkritische Geothermiebohrungen sind derzeit nicht-konventionell; Sie könnten in Zukunft jedoch eine sehr effiziente Möglichkeit zur Produktion von Elektrizität aus einer sauberen, erneuerbaren Energiequelle darstellen.
Das EU-Projekt CO2ReMoVe aus dem 6. Rahmenprogramm der EU unterstützt die Schaffung einer wissenschaftlich fundierten Basis für die Überwachung und Verifizierung der CO2-Speicherung in geologischen Formationen.
Untersuchungen, die darauf abzielen, den CO2-Ausstoß in der Atmosphäre zu reduzieren, sind von großer Bedeutung, da CO2 als ein Treibhausgas einen starken Einfluss auf die globale Klimaerwärmung hat. Eine der Möglichkeiten, den Gehalt an CO2 in der Atmosphäre zu reduzieren, ist die unterirdische Langzeitspeicherung. Im Rahmen der Europäischen Union geförderten CO2SINK-Projektes wird das wissenschaftliche Verständnis der geologischen Speicherung insbesondere im Hinblick auf Prozessmonitoring und -Modellierung erforscht Das ebenfalls von der Europäischen Union geförderten GRASP Projektes untersuch den Einfluss von injiziertem reinen CO2 auf die mikrobielle Biozönose im Untergrund und deren Wechselwirkungen mit dem Speichergestein.
Das EU-Projekt LOW-BIN hat die Zielsetzung, die Wirtschaftlichkeit, Wettbewerbsfähigkeit und Marktdurchdringung der Stromerzeugung mit hydro-geothermalen Systemen und zukünftig auch EGS (Enhanced Geothermal Systems) zu verbessern. Im Fokus steht die Technologie binärer Kraftwerke, die einerseits für die Stromerzeugung bei niedrigeren Thermalwassertemperaturen von 65 bis 90 °C und andererseits für eine konventionelle Kraft-Wärme-Kopplung bei Thermalwassertemperaturen von 120 bis 150 °C weiter entwickelt werden soll.
Im Projekt I-GET (Integrierte Geophysikalische Technologie zur Erkundung geothermaler Lagerstätten) wird ein innovativer Ansatz zur Erkundung geothermischer Reservoire mit einer Kombination von seismischen und magnetotellurischen Messungen entwickelt und erprobt. Das Ziel ist die Erkennung wasserhaltiger Zonen in natürlichen oder künstlich geklüfteten Lagerstätten vor dem Bohren.
ENGINE (ENhanced Geothermal Innovative Network for Europe) ist ein Koordinierungsprojekt, an dem sich 36 Partner aus 14 europäischen und 4 außereuropäischen Ländern beteiligen. Ziel des Projektes ist es, den Stand der Technik und Forschung auf dem Feld der tiefen Geothermie in Europa zu erfassen und zu dokumentieren. Es sollen maßgebliche Wissenslücken erkannt-, und zukünftige Forschungsschwerpunkte identifizieren werden. Durch den Aufbau eines wissenschaftliches Netzwerkes und dessen Erweiterung auf außereuropäische Länder und Institutionen mit bedeutenden Erfahrungen in der Entwicklung geothermaler Energie, soll das europäische Fachwissen vorangetrieben werden.
Das Projekt CO2SINK (CO2 Storage by Injection into a Natural saline aquifer at Ketzin) hat das Ziel, das Verständnis der wissenschaftlichen und praktischen Prozesse zu verbessern, die mit der unterirdischen Einlagerung von CO2 zur Senkung des Ausstoßes von Treibhausgasen in die Atmosphäre einhergehen. Das EU-Projekt wird von einem Konsortium von 18 Partnern aus 9 europäischen Staaten durchgeführt, darunter Universitäten, Forschungsinstitute und Partner aus der Industrie.
Die Co-Vergärung organischer Abfälle mit landwirtschaftlichen Substraten wie Gülle und schwach schadstoffbelasteten Klärschlämmen ermöglicht neben der Rückführung von Nährstoffen in den Stoffkreislauf vor allem die Gewinnung regenerativer Energie. Dadurch könnte die Abfallbehandlung mit der dezentralen Energiegewinnung kombiniert werden.
Mit geeigneten geothermischen Technologien kann bedarfsgerecht Energie aus Erdwärme in Form von Strom, Wärme oder Kälte bereitgestellt werden. Das Projekt soll beitragen, die Lernkurve hin zur Wirtschaftlichkeit geothermischer Energiebereitstellung zu erarbeiten.
Die Versorgung der deutschen Parlamentsbauten in Berlin mit Strom, Wärme und Kälte erfolgt mit einem einzigartigen Energieversorgungssystem. Dazu wurden saisonale Wärme- und Kältespeicher in wasserführenden Schichten eingerichtet und in Betrieb genommen.
The northwestern Great Basin (NGB) in the western USA hosts abundant, generally amagmatic geothermal activity. Significant geothermal exploration is ongoing, but controls on fluid flow in the geothermal systems are generally poorly understood. In collaboration with the UNR, we will contribute to the characterization of fractured reservoir rocks in order to understand the structural controls on fluid flow.
Die Zielstellung in diesem vom Deutschen Geoforschungszentrum Potsdam am Internationales Geothermiezentrum durchgeführten Teilprojekt ist zum einen die Bestimmung der Stabilität und Effektivität sowie die Charakterisierung des Abbauverhaltens der im Verbundprojekt entwickelten Scale-Inhibitoren in natürlichen geothermischen Fluidproben als auch in synthetischen Lösungen.
Auswertung der GEOTECHNOLOGIEN-Projekte zum Thema sichere geologische CO2-Speicherung zur Untersetzung des Kohlendioxid-Speicherungsgesetz (KSpG).
Im Rahmen des Verbundprojektes BRINE wurde die synergetische Nutzung eines salinaren Aquifers in Ost-Brandenburg zur CO2-Speicherung und geothermischen Energiegewinnung untersucht. Eines der Hauptziele bestand darin, ein geophysikalisches Monitoringsystem aus Geoelektrik, Elektromagnetik und Magnetotellurik zur Überwachung einer möglichen Salzwasserbewegung im Reservoir zu konzipieren.
Bei der Nutzung von Aquiferen zur Speicherung thermischer Energie wird die thermische Speicherfähgigkeit des Grundwasser sowie des wasserführenden Gesteins genutzt. Hierbei kann sowohl Wärme als auch Kälte gespeichert werden. Die Speicherkapazität eines Aquiferspeichers ist groß im Vergleich zu anderen thermischen Speichern, da eine große Speichermasse vorhanden ist. Aquiferspeicher werden aus diesem Grund meist als saisonale Speicher oder Langzeitspeicher eingesetzt.
Die Erde birgt überall ausreichend Wärme für die geothermische Erzeugung elektrischen Stroms. Allerdings braucht man Wassertemperaturen oberhalb 150 °C. In Mitteleuropa liegen Gesteinsschichten mit dieser Temperatur in mindestens 4 km Tiefe. Um sie nutzen zu können, wird zurzeit eine neue Technologie entwickelt.
Für einen nachhaltigen Energiemix der Zukunft besteht im Stromsektor ein besonderer Bedarf an grundlastfähiger Energie aus regenerativen Energieträgern. Die Geothermie rückt dabei immer mehr in den Mittelpunkt des Interesses, denn mit geeigneten geothermischen Technologien kann bedarfsgerecht Energie aus Erdwärme in Form von elektrischem Strom, Wärme oder Kälte bereitgestellt werden.
Im In situ Geothermielabor Groß Schönebeck werden alle Schritte geothermischer Technologieentwicklung - von der Erschließung des Reservoirs bis zur Energiewandlung im Kraftwerk – untersucht.
Im Norddeutschen Becken soll mit einer hydraulisch stimulierten Bohrungsdublette exemplarisch der Nachweis zur nachhaltigen Produktion und Injektion von Thermalwässern aus tiefen Sedimentgesteinen erbracht werden.
Die Beherrschung von Korrosionsprozessen in allen Systemkomponenten ist ein Schlüssel zum planungssicheren Aufbau und wirtschaftlichen Betrieb geothermischer Anlagen.
Erfahrungen aus bestehenden geothermischen Anlagen und Projekten zeigen, dass die Energiebereitstellung aus tiefer Geothermie in Deutschland an verschiedenen Standorten machbar ist. Deutlich ist aber auch, dass bei der Planung und beim Betrieb der Anlagen noch vielseitige Herausforderungen bestehen. Der nächste Schritt zum weiteren Ausbau der Geothermie ist daher, Qualität und Sicherheit des Planungsprozesses und des Betriebs sowie die Wettbewerbsfähigkeit geothermischer Anlagen zu verbessern.
