Um im Sinne der Dekarbonisierung der Fernwärme das technisch nutzbare Potenzial der Tiefengeothermie deutlich mehr auszuschöpfen, ist eine hohe Prognose-, Produktions- und Betriebssicherheit für Geothermie-Anlagen und eine nachhaltige Bewirtschaftung des Reservoirs unumgänglich. Hier setzt das Projekt GFK-Monitor an. Nur so kann eine wirtschaftlich und ökologisch effiziente Nutzung der Tiefengeothermie gewährleistet, das finanzielle Risiko für Investoren verringert und die Akzeptanz in der Bevölkerung gestärkt werden. Voraussetzung dafür ist ein umfassendes Monitoring der Anlage und des Reservoirs, dass auch zunehmend von Behörden gefordert wird.
Programm/ Zuschussgeber | BMWK |
Akronym | GFK-Monitor |
Titel/ Thema | Entwicklung eines ganzheitlichen Monitorings mit Unterstützung der Glasfaserkabeltechnologie und Tracertechnik zur Verbesserung der Systemintegrität von Geothermieanlagen |
Identifikation/ Zuwendungsnummer | 03EE4036 |
Durchführungszeitraum | 2022-07-01 2025-06-30 |
Geschätzte Kosten/ Zuwendungsbetrag | 2.889.090 € |
Sonstiges | - |
Das Ziel des Projektes GFK-Monitor ist daher ein Systemintegritäts-Management für Geothermiebetriebe zu entwickeln, bei dem Betriebs-Daten genutzt, innovative Monitorings-Techniken integriert und Abläufe zur Überwachung standardisiert werden, um die Produktions- und Betriebssicherheit und Effizienz der Anlagen zu erhöhen und potentielle Umweltauswirkungen zu minimieren. Das Monitoring stützt sich dabei auf die Glasfaserkabel (GFK)-Technologie, da nur sie zeitlich hoch aufgelöste und kontinuierliche Daten von Temperatur, Dehnung und Akustik, sowie Druckdaten in unterschiedlichen Tiefen entlang der gesamten Bohrstrecke und während des Betriebs liefert. Erstmalig wird an einem Geothermie- Standort ein GFK-Monitoring in der Produktions- und Injektionsbohrung bis ins Reservoir, in der Zementation der Ankerrohrtour und an Telekommunikationsleitungen gleichzeitig durchgeführt und mit Markierungsversuchen als systematische Datenerhebung im Reservoir kombiniert. Damit werden die wichtigen Fragestellungen zum Nachweis der Bohrlochintegrität, zur Optimierung der Betriebsregelung von Tiefenpumpen, zur Verringerung von Temperaturverlusten und zur Überwachung von Mikroseismizität, Subsidenzen und thermischen Kurzschlüssen untersucht und in ein ganzheitliches, übertragbares Systemintegritäts-Management für die Optimierung des Betriebs von Geothermie-Anlagen übertragen.
Technische Universität München - Lehrstuhl Hyddrogeologie, Monitoring von Reservoir-Interaktionen zur Verbesserung der Betriebssicherheit.
Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Ortsverteilte faseroptische Messungen.
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein - Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG, Überwachung der Bohrlochintegrität und der Tauchkreiselpumpe mittels Glasfasertechnologie. Im Fokus des Teilvorhabens des IEG liegt die Bewertung faseroptischer Daten im Hinblick auf die Integrität der Bohrung sowie des Betriebes der Tauchkreiselpumpe am Standort Schäftlarnstraße.
SWM Services GmbH, Entwicklungen zur Systemintegrität in der Geothermieproduktion. Bei Erfolg der durch die Verbundpartner und in beratender Unterstützung durch die SWM, erarbeiteten Monitoring-Werkzeuge und integrativen Methoden, welche auf faseroptischen Messungen in Geothermiebohrungen und entlang von Telekommunikationskabeln sowie, wie am Beispiel des Tauchkreiselpumpen (TKP)-Monitorings auf KI-basierten Methoden beruht, soll als nächster Schritt ein Pilot-Projekt zum Aufbau und zur Integration eines solchen Systemintegritätsmanagementsystems bei den SWM umgesetzt werden. Hierbei ist u.a. die Integration in bestehende Dateninfrastrukturen der SWM zu benennen.
Georg-August-Universität Göttingen - Geowissenschaftliches Zentrum der Universität Göttingen - Abt. Angewandte Geologie, Gesamtfrachtkontrolle künstlicher Tracer in großräumig wechselwirkenden Thermalwasserkreisläufen. Das Teilvorhaben strebt eine GesamtFrachtKontrolle künstlicher Tracer in den großräumig-wechselwirkenden Thermalwasser'kreisläufen' im Malm um München (Großraum), mit multiplen Reinjektionsstellen, unter Ausnutzung der Möglichkeiten quasikontinuierlichen Temperatur- & akustischen Monitorings (DTS&DAS) durch bohrlochkomplettierungsintegrierte GlasFaserKabel. Das Teilvorhaben soll eine Paradigmenverschiebung vollziehen, von 'alternativlos' zu 'abgestuft-opportun'. Zwar bleiben Tracertests methodisch alternativlos; hingegen standortbezogen, in einem multi-Dublettensystem, sind sie nicht an jeder Bohrung gleichermaßen dringend/unverzichtbar/opportun. Eine Tracereinsatzpriorisierung und die differenzierte Implementierung des `Tracerenthaltsamkeitsgebots' sollen am multi-Dublettensystem des Heizkraftwerks Süd (Sendling) demonstriert werden.
Agora, Fraunhofer IWES/IBP (2017): Wärmewende 2030 – Schlüsseltechnologien zur Erreichung der mittel- und langfristigen Klimaschutzziele im Gebäudesektor. Studie im Auftrag von Agora Energiewende.
Rödl Consulting AG (2019). Die Wärmezielscheibe – Wärmewende in Deutschland gestalten. (https://www.roedl.de/de-de/de/wen-wir-beraten/energiewirtschaft/documents/2019_w%C3%A4rme_konzeptpapier_web.pdf).
Heumann, A. & Huenges, E. (2017). Technologiebericht 1.2. In: Wuppertal Institut, ISI, IZES (Hrsg.): Technologien für die Energiewende. Teilbericht 2 an das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Wuppertal, Karlsruhe, Saarbrücken.
UBA (2019). Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger, Bestimmung der vermiedenen Emissionen im Jahr 2018, Umweltbundesamt (UBA), Dessau-Roßlau, 158 S.
https://www.enargus.de/search/?q=GFK-Monitor
zuletzt bearbeitet Juli 2023, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
