Das Verbundvorhaben 'Hessen 3D 2.0: 3D-Modell der geothermischen Tiefenpotenziale von Hessen' zielt auf eine bessere Abschätzung des Fündigkeitsrisikos für geothermische Bohrungen in Hessen.

Steckbrief

Wesentliche Forschungsschwerpunkte

1. Prognose der petrothermalen Potenziale zur geothermischen Stromerzeugung und Heizwärmegewinnung auf Basis geologisch-geothermischer 3D Modelle des Grundgebirges von Hessen,
2. Prognose der mitteltiefen Potenziale für die geothermische Direktwärmeversorgung und saisonale Wärmespeicherung mit offenen und geschlossenen geothermischen Systemen. Aufbau einer
3. Datenbank geothermischer Kennwerte der relevanten Gesteinseinheiten
4. Geol. 3D-Strukturmodellierungen des Grund- und Deckgebirges von Hessen
5. Aufbau geologisch-geothermischer 3D-Modelle zur geothermischen Potenzialausweisung
6. Modellierung der Untergrundtemperaturverteilung von Hessen
7. Anknüpfung der Potenzialmodelle an Modelle der Wärmesenken.

Teilvorhaben

• Petrothermale Potenziale und mitteltiefe Potenziale zur Wärmenutzung und Speicherung.

Um die Ziele des Teilvorhabens zu erreichen werden die geothermischen Datenbanken aus dem 'Hessen3D'-Projekt um Untersuchungen der thermophysikalischen und felsmechanischen Eigenschaften erweitert. Zudem wird das bestehende 3D-Modell in Bezug auf die Modelleinheiten Grundgebirge sowie die Deckgebirgseinheiten so untergliedert, das lithologiespezifische Kennwerte dem geothermischen Modell zugewiesen werden können und das geothermische Potenzial besser zu lokalisieren und quantifizieren ist. Mit Hilfe der bestehenden Untergrundtemperaturmodelle und einer weiterentwickelten Potenzialausweisungsmethodik werden die petrothermalen und mitteltiefen Potenziale prognostiziert. Im Subprojekt Hydrochemie wird eine Datenbank hydrochemischer Reservoirparameter aufgebaut.

• Untergrundtemperaturmodell von Hessen und Neubewertung der tiefen und mitteltiefen geothermischen Potenziale Hessens

Im Mittelpunkt dieses 'Teilvorhabens III' stehen 3D numerische Wärmetransportsimulationen, mit deren Hilfe die Einflüsse der im Untergrund variierenden Gesteinseigenschaften und der konkurrierenden Wärmetransportmechanismen (konduktiv oder gekoppelt konduktiv-konvektiv unter Berücksichtigung von Grundwasserfluss) auf die Temperaturverteilung quantifiziert werden. Dieser physikalisch-numerische Ansatz wird eine gegenüber dem Vorgängerprojekt 'Hessen 3D' deutlich verbesserte Qualität der Temperatur- und Potenzialvorhersage bieten. Entsprechend der skalenabhängigen Einflussfaktoren werden im 'Teilvorhaben III' nacheinander und aufeinander aufbauend

1. rein konduktive Temperaturmodelle für ganz Hessen,
2. konduktiv-konvektive Temperaturmodelle für ganz Hessen und
3. lokale (strukturell höher auflösende) konduktiv-konvektive Temperaturmodelle erstellt.

Diese thermischen Modelle werden die in den Teilvorhaben I und II erstellten 3D Untergrundmodelle und gemessenen petrophysikalischen Kennwerte direkt integrieren. Abschließend soll die geothermische Potenzialverteilung für ganz Hessen berechnet und mithilfe des für Frankfurt a. M. existierenden virtuellen 3D Stadtmodells auch lokal abrufbar und damit für die Planung dortiger geothermischer Bohrungen direkt nutzbar gemacht werden.

Koopertionspartner

• Technische Universität Darmstadt - Fachbereich Material- und Geowissenschaften - Institut für Angewandte Geowissenschaften, Darmstadt
• Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Potsdam

Weblinks

https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/26?op=enargus.eps2&m=0&v=10&p=0&s=0&q=0325944

Literatur

Abschlussbericht zum F+E-Projekt "3D-Modell der geothermischen Tiefenpotenziale von Hessen"

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