Geologische Rahmenbedingungen & Potenziale in Hessen

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1 Geologische Rahmenbedingungen & Potenziale in Hessen 1. Tiefengeothermie-Forum Forum,, 08. Nov. 2006, TU Darmstadt

2 Gliederung 1. Geologischer Überblick 2. Hydrogeologische Übersicht 3. Flache Geothermie (Übersicht): Abgrenzung zur tiefen Geothermie,, Nutzungen in Hessen 4. Tiefe Geothermie: - Geothermisches Potenzial in Hessen - Potenzial im Oberrheingraben 1. Tiefengeothermie-Forum, 08. Nov. 2006, TU Darmstadt

3 J.-G. Fritsche: Geologische Rahmenbedingungen & Potenziale in Hessen Geologische Übersichtskarte 1 : Oberflächengeologie ist Grundlage für: Tektonische Karten Hydrogeologische Karten Rohstoffkarten weitere Ableitungskarten lassen Potenziale und Nutzungskonflikte an der Erdoberfläche erkennen 1. Tiefengeothermie-Forum, 08. Nov. 2006, TU Darmstadt

4 Hydrogeologische Räume Ableitung aus der Geologischen Karte: Bereiche mit ähnlicher Schichtabfolge (Lithologie) ähnlicher geologischer Struktur (Tektonik) ähnliche hydrogeologische Eigenschaften (Hydrochemie, Hydraulik) 1. Tiefengeothermie-Forum, 08. Nov. 2006, TU Darmstadt

5 Flache Geothermie: Geologie abhängig von Ausstrichgebieten Zielhorizonte für tiefe Geothermie (Paläozoikum und Kristallin hauptsächlich Oberrheingraben) 1. Tiefengeothermie-Forum, 08. Nov. 2006, TU Darmstadt

6 Flache Geothermie oberflächennaher Bereich der Erde Tiefen meist bis 150 m, seltener bis 400 m Erdwärmekollektoren Erdwärmesonden Grundwasserbohrungen Energiepfähle energetische Nutzung nur mit Wärmepumpen möglich 1. Tiefengeothermie-Forum, 08. Nov. 2006, TU Darmstadt Einteilung in wasserwirt- schaftlich und hydrogeolo- gisch günstige und ungünstige Gebiete Leitfaden Erdwärmenutzung in Hessen - -

7 Tiefe Geothermie Tiefe Erdwärmesonde Geothermische Dublette Hot Dry Rock Standrohr Techn. Zwischenrohr Ankerrohr isoliertes Förderrohr Übergang z. isolierten Rohr Linerhanger & Packer 7'' Casing Förderrohr Liner (Beispiel Weggis, CH) 1. Tiefengeothermie-Forum, 08. Nov. 2006, TU Darmstadt

8 Temperaturen in 1000 m Tiefe Bohrungen > 400 m Thermalwasseraufstiege hohes geothermisches Potenzial im Oberrheingraben Quelle: GGA-Institut, Schellschmidt, 2003, HLUG

9 Temperaturen in 2000 m Tiefe ab ca. 120 C Stromerzeugung möglich Quelle: GGA-Institut, Schellschmidt, 2003, HLUG

10 Temperaturen in 3000 m Tiefe C C C Quelle: GGA-Institut, Schellschmidt, 2003, HLUG Nördliche Verbreitungsgrenze Kristallin < 3000 m Tiefe (Mitteldeutsche Schwellenzone)

11 Temperaturverlauf in einer Bohrung in Osthessen 1200 m: 42 C 1500 m: 50 C 2,6 C /100 m

12 Oberrheingraben: Luftbild, prätertiäre Oberfläche Transeuropäisches Rift-System (Rhône- Graben, Oberrheingraben, Hessische Senke) Extensionale Phase: Erste Absenkungen im Unter- bis Mitteleozän, Verlagerung der Senkung im Oberoligozän in den nördlichen Oberrheingraben, dort im Miozän stärkste Senkung Ende Aquitan bis Ende Unterpliozän: Inaktive Grabenperiode Phase mit dominierenden sinistralen Scherbewegungen: Oberpliozän bis heute, offene Kluftsysteme in Störungsbereichen Prätertiäre Oberfläche wird nach Norden älter

13 Tiefenlinien der Tertiärbasis im nördlichen Oberrheingraben bezogen auf NN (aus DOEBL & Olbrecht, 1974) Heidelberger Loch : > 3000 m Rotliegend im hessischen Anteil: m

14 Übersicht zur Tektonik im hessischen Teil des Oberrheingrabens und in nördlich angrenzenden Gebieten (nach GÜK 300, Haimberger (2003), Kirnbauer (1995), Stapf (1988), Anderle (1974), Anderle & Golwer (1980) Störungen mit steilem Einfallen Bruchschollentektonik grabenparallele Störungen sehr dominierend GGA-Institut, Schellschmidt, 2003, HLUG

15 Bohrungen > 1000 m Tiefe im hessischen Teil des Oberrheingrabens (Archiv HLUG) GGA-Institut, Schellschmidt, 2003, HLUG

16 Seismische Profile im hessischen Teil des Oberrheingrabens (Auswahl, KW-Verbund, Archiv HLUG) GGA-Institut, Schellschmidt, 2003, HLUG

17 Nutzungsformen der Geothermie im Oberrheingraben

18 Geologisches Profil im hessischen Teil des Oberrheingrabens Bis m Teufe Stratigrafie, (Lithologie) Temperatur (Teufe) - 579,5 Quartär und Jungtertiär II - 709,5 Jungtertiär I ,0 Obere Hydrobienschichten 41,79 C (- 846 m) Störung ,0 Untere Hydrobienschichten ,0 Corbiculaschichten ,0 Cerithienschichten 105 C ( m) Störung -1534,0 Septarienton ,0 Pechelbronner Schichten ,0 (Ober-) Rotliegendes: Tonstein, sandig, braunrot ,0 (Ober-) Rotliegendes: Tonstein, sandig, braunrot, mit zwischengeschalteten Konglomeraten ,0 (Ober-) Rotliegendes: überwiegend Melaphyr ,0 (Unter-) Rotliegendes: Tonstein, grau, braun, violettstichig, teilweise sandig und sandflaserig ,5 Grundgebirge (Granodiorit), unregelmäßige Klüfte, Harnischflächen Open hole-test: 2250,3 bis ET: Kein Zufluss 140 C (Endteufe) Bohrung Erdölfeld Stockstadt 4 C /100 m 9,7 C/100 m 4,5 C/100 m

19 Temperaturanomalien in Störungsbereichen Rechtswert W E C Wattenheim 1 S t o c k s t a d t Hähnlein 1 Z (m) nach HÄNEL & ZOTH (1979)

20 Schlussfolgerungen Potenzial zur Wärmegewinnung in ganz Hessen Potenzial zur Stromerzeugung nur im Oberrheingebiet Zahlreiche Daten vorhanden, teilweise in Hinsicht auf geotermische Nutzung neu zu bewerten und zu erheben Offene Fragen:? Permeabilitäten, Förderraten, Reinjektionsraten? Mineralisation der Tiefenwässer? Wärmeabnehmer bei Stromerzeugung? Kühlwassergewinnung und - Verbleib (Konflikt mit Wassergewinnung?)

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

22 J.-G. Fritsche: Geologische Rahmenbedingungen & Potenziale in Hessen Schnitt durch den nördlichen Oberrheingraben aus Straub, 1962

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