Der englische Begriff Recharge wird auch im Deutschen verwendet für das nachhaltige Wiederauffüllen hydrothermaler Lagerstätten mit Wasser. Zunächst ist damit der natürliche Zufluss meteorischen Wassers gemeint (z. B. Regen in angrenzenden Gebirgen). Recharge kann aber auch durch künstlichen Wasserzufluss, also Injektion oder Reinjektion, ergänzt werden.
Herkömmliche Geothermiesysteme müssen im Gegensatz zu erweiterten Geothermiesystemen über ein hydrologisches Budget (Flüssigkeit oder Dampf) verfügen. Bei der in herkömmlichen Geothermiefeldern angesammelten Flüssigkeit handelt es sich größtenteils um Grundwasser, das durch poröses Gestein sickert. In manchen Fällen kann Meerwasser in das Reservoir gelangen und von der Quelle erwärmt werden. In beiden Fällen könnte es sich bei der Neubildungszone um einen durchlässigen Bruch handeln.
Die treibende Kraft für den Wasserfluss in das Reservoir ist jedoch die Druckdifferenz zwischen dem einströmenden kalten Wasser und der heißeren Reservoirflüssigkeit. Es ist zu beachten, dass auch die Ausfällung gelöster Feststoffe in der Süß- oder Meerwasseranreicherung eine Rolle spielt, insbesondere bei der Abdichtung der Durchlässigkeit von Brüchen. Bei laufender Produktion können Geothermiesysteme entweder „offen“ sein, wenn die Wiederauffüllung schließlich mit der Massenentnahme ins Gleichgewicht kommt, oder sie können „geschlossen“ sein, wenn die Wiederauffüllung gering ist oder fehlt, was zu einem Wassermangel im Reservoir führt
Beim
wird das Thermalwasser vollständig in das Reservoir zurückgeführt, so dass von vornherein eine Nachhaltigkeit in Bezug auf Druck gegeben ist. Bei Hochenthalpie-Dampflagerstätten ist dies nicht der Fall und eine Nachhaltigkeit bedarf einer zusätzlichen technischen oder natürlichen Zuführung von Wasser mit entsprechendem Druck.
'Recharge‘ ist zunächst aber die natürliche Infiltration von Niederschlägen in die wassersaturierte Zone des Untergrundes (Grundwasser) und somit entweder direkt in den genutzten Aquifer oder indirekt nach Durchfließen anderer durchlässiger Gesteinsschichten. Dieser Prozess kann lange Zeiten beanspruchen.
Im Oberrheingraben erfolgt beispielsweise ein wirksames 'recharge‘ durch die Niederschläge in den Randgebirgen (Pfälzer Wald, Vogesen, Schwarzwald etc.). Infolge der vergleichsweise niedrigen Temperaturen der Niederschläge fließen diese Recharge-Wässer (Gravitations-getrieben) oft durch Schichten deutlich unterhalb des Bohrlochtiefsten der Geothermieanlage. Sie können daher das Temperaturniveau erhöhen (konvektive Temperaturanomalie).
Auch bei
ist die Reinjektion ein wesentlicher Teil der Anlage und kann langfristig zum Schlüsselelement für Erfolg oder Misserfolg werden. Obwohl Reinjektionen zunächst nur zur Beseitigung von Abwasser eingesetzt wurden, sind sie heute ein wesentliches Hilfsmittel des Reservoirmanagements, das in keiner Anlage mehr übersehen werden kann. Schon in der Anlagenplanung sollte entschieden werden, ob die Reinjektion in das Reservoir selbst erfolgt (infield) oder in eine geeignete, eventuell auch flacher liegende Strukur außerhalb (outfield). Auch Kombinationen sind denkbar.
S.E. Poulsen, N. Balling, S.B. Nielsen: A parametric study of the thermal recharge of low enthalpy geothermal reservoirs. In: Geothermics Nummer 53 (2015), S. 464-478
Eylem Kaya, Sadiq J. Zarrouk, Michael J. O’Sullivan: Reinjection in geothermal fields: A review of worldwide experience, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2010
Zu der sehr umfangreichen Literatur siehe unter Literaturdatenbank und/ oder Konferenzdatenbank.
zuletzt bearbeitet März 2024, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
