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MAGS - Forschungsvorhaben

Themen der Forschungsvorhaben MAGS 1 und 2. Quelle: BGR

Die Forchungsprojekte MAGS 1 und MAGS 2 sind vor folgendem Hintergrund zu sehen:

Der weltweit weiter anwachsende Energiebedarf wird derzeit vorwiegend mit fossilen Brennstoffen gedeckt. Hierdurch steigt der CO2-Anteil in der Erdatmosphäre, was zu einer unerwünschten Klimaerwärmung führen kann. Die Nutzung der tiefen Geothermie in Deutschland soll zukünftig einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und einer zukunftssicheren Energieversorgung leisten. Ein wesentlicher Vorteil geothermischer Energie ist ihre Verfügbarkeit unabhängig von Tageszeiten, saisonalen Schwankungen und Witterungsbedingungen. Sie ist damit sowohl grundlastfähig als auch eine saubere Energieversorgung unabhängig von fossilen Rohstoffen. Laut eines Berichts zur Geothermie, den das Bundeskabinett am 13. Mai 2009 beschlossen hat, sollen bis zum Jahr 2020 ca. 280 Megawatt Leistung zur geothermischen Stromerzeugung installiert sein. Bei einer Leistung von ca. 5 MW pro Kraftwerk entspricht dies mehr als 50 Kraftwerken. Nach 2020 wird mit einer Beschleunigung des Wachstums und einer installierten elektrischen Leistung von 850 MW bis 2030 gerechnet.

Dieser Ausbau der Geothermie ist derzeit durch das vereinzelte Auftreten induzierter Mikroseismizität in der Nähe geothermischer Kraftwerke gefährdet. Nach einem induzierten Mikrobeben in Basel wurde das dortige Geothermieprojekt gestoppt. In Deutschland traten in der Nähe des Geothermiekraftwerks Landau Mikrobeben auf, die zu Beunruhigungen in der Bevölkerung führten. Auch in Soultz-sous-Forêts (Elsass) und in Unterhaching trat induzierte Mikroseismizität im räumlicher Nähe zu den Geothermiestandorten auf. Für die Akzeptanz der Energiegewinnung aus tiefer Geothermie ist es entscheidend, wissenschaftlich klar darzulegen, ob diese Seismizität auf Mikrobeben begrenzt bleibt oder ob eine Gefahr für Menschen und Gebäude von den induzierten seismischen Ereignissen ausgehen könnte. 

Steckbrief

Programm

BMU/ BMWi

Akronym

MAGS 1 und 2

Titel/ Thema

Mikroseismische Aktivität geothermischer Systeme 

 

Identifikation/ Zuwendungsnummer

0325191A-F/ 0325662A-G 

Durchführungszeitraum

01.05.2010 - 30.09.2016

Geschätzte Kosten/ Zuwendungsbetrag

 

Sonstiges

 

   

Wesentliche Forschungsschwerpunkte

Mags 1

  • Entwicklung von Konzepten zur Begrenzung der mikroseismischen Aktivität bei der energetischen Nutzung tiefer geothermischer Systeme
  • Verbessertes Verständnis der Prozesse, die zum Entstehen fluidinduzierter Mikrobeben führen
  • Zusammenarbeit mit Betreibern und Genehmigungsbehörden für eine sichere Energiegewinnung aus tiefer Geothermie

Im Rahmen des vom BMWi geförderten Verbundprojekts „Mikroseismische Aktivität Geothermischer Systeme“ (MAGS) sollen Konzepte zur Begrenzung der mikroseismischen Aktivität bei der energetischen Nutzung geothermischer Systeme im tiefen Untergrund entwickelt werden. Hierzu wird die Seismizität an Nutzungsstandorten der tiefen Geothermie in Deutschland zunächst möglichst genau gemessen und charakterisiert.

In einem zweiten Schritt soll die seismische Gefährdung berechnet und mit der Gefährdung durch natürliche Erdbeben am selben Standort verglichen werden. Außerdem werden Strategien zur Vermeidung spürbarer Seismizität bei hydraulischen Stimulationen und im Dauerbetrieb geothermischer Kraftwerke entwickelt. Schließlich soll das Verbundprojekt zu einem verbesserten Prozessverständnis zum Entstehen fluidinduzierter Mikrobeben beitragen. „Ein Ziel von MAGS ist, den Genehmigungsbehörden Daten an die Hand zu geben, mit denen eine noch genauere Gefährdungseinschätzung möglich ist“, erklärt Dr. Ulrich Wegler, der das Verbundprojekt für die BGR koordiniert. 

Mags 2

Das Verbundprojekt MAGS 2: Vom Einzelsystem zur großräumigen Nutzung setzt sich aus sieben

Einzelprojekten

zusammen:

     
EP1 Seismische Monitoringkonzepte und bruchmechanische Bewertungen für komplexe Geothermiefelder am Beispiel Südpfalz  
EP2 Untersuchungen zur optimierten seismischen Überwachung hydrogeothermaler Systeme bei dichter räumlicher Lage der Bohrerlaubnisfelder am Beispiel der Situation im Süden Münchens  
EP3 Entwicklung eines Verfahrens zur hochauflösenden, manuellen und automatischen Ortung und Charakterisierung induzierter, seismischer Ereignisse in Tiefengeothermieprojekten  
EP4 Ermittlung der seismischen Gefährdung bei tiefer geothermischer Energiegewinnung unter Berücksichtigung der regionalen und lokalen geologisch-tektonischen Strukturen  
EP5 Einfluss der Geometrie und Größe von geothermischen Systemen und geothermischen Feldern auf die statistischen Eigenschaften fluid-induzierter Seismizität im Produktionsbetrieb  
EP6 Entwicklung numerischer Analysemodelle zur lokalen seismischen Gefährdungseinschätzung vor Bohrbeginn und langfristige Bewertung von Geothermiefeldern unter Berücksichtigung THMC gekoppelter Prozesse  
EP7 Methoden zur Abschätzung der induzierten Seismizität durch petrothermale Geothermieanlagen vor Bohrbeginn mittels Laborversuchen und Interpretation über numerische Modelle  

Koopertionspartner

MAGS 1

Karlsruher Institut für Technologie
J. Ritter, J. Groos

EP1: Quantifizierung und Charakterisierung des induzierten seismischen Volumens im Bereich Landau, Südpfalz

Ludwig-Maximilians-Universität München
J. Wassermann, T. Megies

EP2: Untersuchung von Mikro-Erdbeben in der bayerischen Molasse im Umfeld geothermischer Reservoire

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
U. Wegler, C. Bönnemann, M. Bischoff, M. Vasterling

EP3: Echtzeitauswertung induzierter Erdbeben und Gefährdungsabschätzung bei hydraulischen Stimulationen geothermischer Reservoire

J. Kopera, T. Spies, J. Schlittenhardt

EP4: Untersuchung der seismischen Gefährdung aufgrund induzierter Seismizität bei tiefer geothermischer Energiegewinnung

Freie Universität Berlin
S. Shapiro, C. Dinske, N. Hummel

EP5: Modellierung der Auftrittswahrscheinlichkeiten fluidinduzierter Erdbeben mit einer gegebenen Magnitude bei der Stimulation geothermischer Systeme

Technische Universität Clausthal / Energie-Forschungszentrum Niedersachsen
M. Hou, T. Kracke

EP6: THMC gekoppelte Untersuchungen zu Mechanismen und freigesetzten Deformationsenergien der seismischen Ereignisse in der Reservoirstimulations- und Betriebsphase

Technische Universität Bergakademie Freiberg
H. Konietzky, R. Mittag, H. Schütz

EP7: Prognose der möglichen induzierten/getriggerten Seismizität im Kristallin in Auswertung der flutungsbedingten seismischen Ereignisse im Bergbaurevier Aue/Schlema in Sachsen

Mags 2

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

EP1: Seismische Monitoringkonzepte und bruchmechanische Bewertungen für komplexe Geothermiefelder am Beispiel Südpfalz

EP4: Ermittlung der seismischen Gefährdung bei tiefer geothermischer Energiegewinnung unter Berücksichtigung der regionalen und lokalen geologischtektonischen Strukturen,

Ludwig-Maximilians-Universität München

EP2: Untersuchungen zur optimierten seismischen Überwachung hydrogeothermaler Systeme bei dichter räumlicher Lage der Bohrerlaubnisfelder am Beispiel der Situation im Süden Münchens

Ruhr-Universität Bochum


EP3: Entwicklung eines Verfahrens zur hochauflösenden, manuellen und automatischen Ortung und Charakterisierung induzierter, seismischer Ereignisse in Tiefengeothermieprojekten

Christian-Albrechts-Universität Kiel


EP3: Entwicklung eines Verfahrens zur hochauflösenden, manuellen und automatischen Ortung und Charakterisierung induzierter, seismischer Ereignisse in Tiefengeothermieprojekten

 

Freie Universität Berlin

EP5: Einfluss der Geometrie und Größe von geothermischen Systemen und geothermischen Feldern auf die statistischen Eigenschaften fluid-induzierter Seismizität im Produktionsbetrieb

Technische Universität Clausthal / Energie-Forschungszentrum Niedersachsen

EP6: Entwicklung numerischer Analysemodelle zur lokalen seismischen Gefährdungseinschätzung vor Bohrbeginn und langfristige Bewertung von Geothermiefeldern unter Berücksichtigung THM:C gekoppelter Prozesse

Technische Universität Bergakademie Freiberg

EP7: Methoden zur Abschätzung der induzierten Seismizität durch petrothermale Geothermieanlagen vor Bohrbeginn mittels Laborversuchen und Interpretation über numerische Modelle

Landesamt für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz, Landeserdbebendienst Rheinland-Pfalz

EP1 und EP4

BESTEC GmbH


EP3: Entwicklung eines Verfahrens zur hochauflösenden, manuellen und automatischen Ortung und Charakterisierung induzierter, seismischer Ereignisse in Tiefengeothermieprojekten

Literatur

Ritter, J., & Groos, J.: Quantifizierung und Charakterisierung des induzierten seismischen Volumens im Bereich Landau / Südpfalz. Abschlußbericht für das Verbundprojekt MAGS - Konzepte zur Begrenzung der mikroseismischen Aktivität bei der energetischen Nutzung geothermischer Systeme im tiefen Untergrund, Einzelprojekt 1. 2014 

Ritter, J., Croos, J.: Abschlussbericht MAGS-EP1-Einzelprojekt 1: Quatifizierung und Charakterisierung des induzierten seismischen Volumens im Bereich Landau/Südpfalz. 2014 

Shapiro, S.: Modellierung der Auftrittswahrscheinlichkeiten fluidinduzierter Erdbeben mit einer gegebenen Magnitude bei der Stimulation geothermischer Systeme. Abschlußbericht für das Verbundprojekt MAGS - Konzepte zur Begrenzung der mikroseismischen Aktivität bei der energetischen Nutzung geothermischer Systeme im tiefen Untergrund, Einzelprojekt 5. 2014 

Spies, T., & Schlittenhardt, J.: Untersuchung der seismischen Gefährdung aufgrund induzierter Seismizität bei tiefer geothermischer Energiegewinnung. Abschlußbericht für das Verbundprojekt MAGS - Konzepte zur Begrenzung der mikroseismischen Aktivität bei der energetischen Nutzung geothermischer Systeme im tiefen Untergrund, Einzelprojekt 4. 2014 

Weblink

https://www.mags-projekt.de/MAGS/DE/Verbundpartner/verbundpartner_node.html 

Zuletzt geändert Januar 2020