Zentraler Aspekt des Fundament-Projektes Energy 1 „Smart Solar Geothermal Energy Grid Ruhr (GeoSmarGriR)“ ist die Einspeicherung saisonal-bedingte Überschuss-Wärme aus Fernwärmenetzen in Grubengebäude des ehem. Steinkohlebergbaus. Aus der saisonalen Zuführung von Wärme in und Entnahme von Wärme aus untertägigen Speichern resultiert eine zyklische thermische Belastung der Reservoirgesteine und -fluide.

Hierzu ist eine geowissenschaftliche Charakterisierung und thermo-hydro-mechanische Modellierung der Grubenwärmespeicher erforderlich, um zuverlässige Vorhersagen der langfristigen Reservoirintegrität im Kontext von saisonaler Wärmespeicherung zu ermöglichen. Ziel des KMU-Projektes ist auf Grundlage von vorliegenden geologischen Untersuchungen, Spannungsfeldmessungen und großräumigen thermo- hydraulischen Untergrundmodellen das geomechanischen Verhaltens des Untergrunds bei Wärmeeinspeicherung zu prognostizieren.

Die generischen Untergrundmodelle für das Ruhrkarbon werden in numerische Simulationen basierend auf der Finiten und erweiterten Finiten Elemente Methode übertragen, um der geologischen Komplexität Rechnung zu tragen. Zum einen werden in groß-skaligen Modellen das zu erwartende Temperatur- und Porendruckfeld um den Injektionspunkt simuliert, zum anderen werden Veränderung der Spannungen aufgrund der thermischen Ausdehnung des Gesteins und des veränderten Porendrucks abgeleitet. Daraus lassen sich wiederum Hebungen an der Erdoberfläche und potentiell geomechanisch-kritische Bereiche im Alten Mann und der Deckschicht lokalisieren und das Potential für die Reaktivierung vorhandener oder die Ausbildung neuer Störungszonen ableiten.

Steckbrief

Arbeitspakete

• Grundlagenermittlung und Bedarfsanalyse; ‚Literatur- und Datenrecherche (insbesondere zu potentiellen Grubenwärmespeicherstandorten)‘, und ‚Schnittstellenanalyse’
• Numerische Simulationen zur Vorhersage des geomechanischen Verhaltens des Untergrundes bei der Wärmespeicherung in Bergwerken
• Wärmespeicherung in Grubengebäuden des Altbergbaus

Koopertionspartner

• Fachhochschule Dortmund, Inst. für die Digitalisierung von Arbeits- und Lebenswelten
• Fachhochschule Dortmund, Inst. für Kommunikationstechnik
• Westfälische Hochschule, westfälisches Energieinstitut
• Hochschule Bochum, Internationales Geothermiezentrum
• Institut für Internetsicherheit
• com2m GmbH
• geomecon GmbH

Weblink

http://ruhrvalley.de/projects/24-geosmagrir

zuletzt bearbeitet März 2020, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de