Leibniz-Institut für. Angewandte Geophysik. Hannover. Aufbau eines Internet basierten. Informationszentrums für geothermische Energienutzung

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1 Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik Hannover Aufbau eines Internet basierten Informationszentrums für geothermische Energienutzung 4. Zwischenbericht Berichtszeitraum Projektleiter: Dr. Rüdiger Schulz, Dir. u. Prof. Auftraggeber: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) Projektträger Jülich (PTJ-EEN) Förderkennzeichen: A Laufzeit des Vorhabens: Berichtsdatum: Archivnummer:

2 - 2 - Einleitung Ziel des durch das BMU geförderten Projektes ist der Aufbau eines Internet basierten Informationszentrums für geothermische Energienutzung auf der Grundlage des geothermischen Informationssystems (GeotIS). Im Rahmen des Projekts sollen Webanwendung und Datenbasis weiterentwickelt sowie Temperaturmodelle und Fündigkeitsprognosen verbessert und Untergrundmodelle aktualisiert werden. Das Geothermische Informationssystem stellt umfassende Informationen über hydrogeothermische Ressourcen im tiefen Untergrund Deutschlands bereit. GeotIS enthält Daten über tiefe, für geothermische Nutzung geeignete Aquifere und dient zur Qualitätsverbesserung bei der Projektierung von geothermischen Anlagen sowie zur Abschätzung des Fündigkeitsrisikos geothermischer Projekte an wählbaren Lokalitäten. Mit dem Betrieb und der Weiterentwicklung von GeotIS erfüllt das LIAG wichtige Anforderungen, die sich aus der aktuellen forschungs- und energiepolitischen Entwicklung ergeben. Investoren, Versicherungen und öffentliche Geldgeber haben großes Interesse an einer Bewertung des Fündigkeitsrisikos für geothermische Bohrungen auf Basis der im GeotIS vorhandenen Datengrundlage. Die Bewertung des Fündigkeitsrisikos stellt eine zentrale Entscheidungshilfe für geothermische Projekte dar. GeotIS stellt die geothermisch relevante Daten und Energiestatistiken unter Wahrung der rechtlichen Rahmenbedingungen über das Internet zur Verfügung und ermöglicht den Austausch geothermischer Daten zwischen Firmen und Behörden. Auf der kontinuierlich aktualisierten Datengrundlage kann das Fündigkeitsrisiko für geothermische Bohrungen besser quantitativ bewertet werden. Im Jahr 2012 lag das Hauptaugenmerk auf dem Abschluss der Internationalisierung des Geothermischen Informationssystems sowie der Erweiterung der Datenbasis um geothermische Daten und 3D-Strukturmodelle in Westdeutschland. Außerdem wurde die Zusammenarbeit mit anderen Projekten und Institutionen verstärkt wahrgenommen. Hier sind unter anderem das Projekt Geothermie-Atlas zur Darstellung möglicher Nutzungskonkurrenzen zwischen CCS und Tiefer Geothermie und auf internationaler Ebene die Mitarbeit im Geothermal Implementing Agreement der Internationalen Energieagentur zu nennen. Im vorliegenden Bericht werden die Arbeitsergebnisse des Jahres zusammengefasst. 1 Wissenschaftlich-technische Ergebnisse und Kooperationen Zusammenarbeit mit den staatlichen geologischen Diensten (SGD) und Institutionen Die Anfang Juni 2011 aufgenommenen Arbeiten zum Projekt Geothermie- Atlas zur Darstellung möglicher Nutzungskonkurrenzen zwischen CCS und Tiefer Geothermie (gemeinsam mit der BGR) wurden inhaltlich mit Daten aus dem Geothermischen Informationssystem unterstützt.für die Kartendarstellungen in Nordwestdeutschland lieferte GeotIS Verbreitungsdaten der Unterkreide sowie des Lias, Rhäts und Buntsandsteins. Für den Malm in der Süddeutschen Molasse wurden Verbreitungsdaten und Temperaturen aus dem 3D- Temperaturmodell geliefert und für die geothermisch relevanten Aquifere im östlichen Teil des Norddeutschen Beckens wurden darüber hinaus die entsprechenden Schichtmächtigkeiten bereitgestellt.

3 - 3 - Internationale Zusammenarbeit Ende 2010 hat das LIAG im Rahmen des Projektes die Funktion eines Operating Agent innerhalb des Geothermal Implementing Agreement der Internationalen Energieagentur (IEA-GIA) übernommen. Diese Funktion beinhaltet die Koordination und Leitung des Annex X Data Collection and Information, der zum Ziel hat, wichtige Daten zur Geothermienutzung in den 14 GIA- Mitgliedsländern nach einheitlichen Kriterien zu sammeln, zusammenzustellen und zu publizieren. In 2012 konnte der erste GIA Trend Report nach Zustimmung des Exekutivkomitees auf der GIA Homepage veröffentlicht ( und anschließend gedruckt werden. Die Arbeiten am Trend Report 2011 starteten im Sommer 2012 mit einer Datenabfrage, die nach den Ergebnissen des Vorjahres angepasst und verbessert wurde. Die notwendigen Koordinierungs- und Aufgabenbesprechungen fanden in diesem Jahr auf zwei Annex-Meetings in Pisa und Oslo statt. Die Entwicklungen und Ergebnisse von GeotIS wurden auf den regelmäßigen Treffen des Joint Programme on Geothermal Energy der European Energy Research Alliance (EERA) vorgestellt und diskutiert. Zusammenarbeit mit der Industrie Basierend auf der im GeotIS vorhandenen Datengrundlage wird das Fündigkeitsrisiko für geothermische Bohrungen quantitativ bewertet. Im Jahr 2012 wurden drei Projekte begutachtet. Geothermische Standorte Um die Daten tiefengeothermischer Anlagen auf einer jährlichen Basis zu erfassen, wurden in 2011 erstmals die Betriebsdaten der Geothermie-Anlagen direkt bei den Betreibern abgefragt und in GeotIS aktualisiert. In 2012 wurde dieses Vorgehen fortgesetzt, so dass Ende 2012 erstmals die Produktionszahlen aus zwei aufeinanderfolgenden Jahren sowie ein aktueller Status größerer Projekte vorliegen. Die installierte thermische Leistung der Anlagen mit Nutzung tiefer Geothermie lag Ende 2012 bei etwa 202 MW t, davon entfallen etwa drei Viertel auf größere Heizwerke. Die produzierte Wärmemenge betrug im Betriebsjahr 2011 ca. 735 GWh. Die installierte elektrische Leistung ist im Jahr 2012 durch die Inbetriebnahme des Kraftwerks Insheim um 5 MW e auf 12,3 MW e angestiegen. Schwierig bleibt aufgrund des unverhältnismäßig hohen Rechercheaufwands eine regelmäßige Datenaktualisierung bei den Thermalbädern. Da auf die geothermischen Heizwerke der Großteil der installierten Leistung entfällt und diese Daten jährlich aktualisiert werden, bietet GeotIS jedoch eine sehr gute und aktuelle Datenbasis zur Nutzung der tiefen Geothermie in Deutschland. Ausbau des Raummodells Zur Erweiterung des Moduls Geothermische Potentiale sind 3D-GOCAD- Modelle für die geothermisch relevanten Schichten des westlichen Teils des Norddeutschen Beckens auf der Grundlage des Kartenwerks Regionale Untersuchungen von geothermischen Reserven und Ressourcen in Nordwestdeutschland erstellt und in das GeotIS-Format überführt worden.

4 - 4 - Das 3D-Strukturmodell von Hessen wurde im Rahmen einer Kooperation mit dem Hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) und der TU Darmstadt übernommen und die daraus abgeleiteten Profilschnitte direkt in GeotIS integriert. Die Konvertierung der Top- und Basis-Flächen des Buntsandsteins und des Rotliegend aus diesem Modell in das GeotIS-Format ist abgeschlossen. Dabei wurde erstmals das Einfallen der Störungsflächen, insbesondere im Bereich des Oberrheingrabens, berücksichtigt. Die Temperaturverteilungen der neuen Modellstrukturen sind aus dem GeotIS 3D-Temperaturmodell abgeleitet worden. Boden- und Untergrundtemperaturen Für die Modellierung der Untergrundtemperatur wurden neue Temperatur- Datensätze von Bohrungen aus dem niederländischen Grenzgebiet und von Geothermiebohrungen aus dem Raum München übernommen, mit denen das 3D-Temperaturmodell aktualisiert wird. Hydraulische Daten und zusätzliche Informationen In den GeotIS-Fachdaten sind die Kartenebenen Gebirgsdurchlässigkeitszonen (T/H) für die geothermisch relevanten Aquifere im östlichen Teil des Norddeutschen Becken nach Freigabe durch den WEG und die Salzstrukturen Norddeutschlands neu hinzugefügt worden. Die T/H-Werte stammen aus hydraulischen Testen und theoretischen Berechnungen, in die Permeabilitätsdaten, Temperaturwerte sowie weitere Parameter eingehen. Quantifizierung der Effektivität von Säuerungsmaßnahmen Die Ergebnisse zur Untersuchung der Quantifizierung der Effektivität von Säuerungsmaßnahmen wurden aufgearbeitet und zur Veröffentlichung vorbereitet. Programmierung Zur Verbreiterung der Nutzerbasis und zur Vorbereitung der Ausdehnung des Systems auf europäische Partnerländer sind die Webanwendung und die komplett überarbeiteten Hilfeseiten seit Mai 2012 auf Deutsch und Englisch nutzbar. Zusätzlich sind Programmstrukturen geschaffen worden, die die Erweiterung des Systems mit weiteren Sprachen erleichtern und unterstützen. Für das Modul Geothermische Standorte wurde eine neue Datenbankbenutzeroberfläche entwickelt und die Datenbankstruktur entsprechend geändert. Die Neuentwicklung dient der Unterstützung der fortwährenden Aktualisierung von Betriebsdaten geothermischer Anlagen sowie der Neuerfassung und Verwaltung. Darüber hinaus sind Algorithmen erstellt worden, um die Werte für die summarische Darstellung der Energiedaten in GeotIS differenzierter zu berechnen. Zur Verbesserung der Anwenderschnittstelle für den Nutzer wurde mit der Umstellung auf die JavaScript-Bibliothek Dojo und deren Widget-Bibliothek Dojo/Dijit begonnen. Ausbau der Infrastruktur Im Bereich der Hard- und Softwareausstattung wurde aus IT- Sicherheitsgründen regelmäßig die Anwendungsserver-Software aktualisiert und zusätzlich für den Loadbalancing-Cluster der Website eine Web- Application-Firewall (WAF) eingerichtet. Im Rahmen eines Sicherheits-Audits bestand das GeotIS-System erfolgreich den Penetrationstest.

5 - 5 - Die Wartung des Softwaresystems wurde durch umfangreiche Arbeiten an den Datenbanken durch die Verbesserung der Build-Skripte erleichtert und das System insgesamt optimiert. Mit der Hilfe dieser Verbesserungen wurde die Aktualisierung des Datenbestandes vorgenommen. Durch die Erweiterung der Datenbankstrukturen mit OGC-konformen Spatial Extensions werden nun geometrische Objekteigenschaften gespeichert und einfache Abfragen über geometrische Beziehungen ermöglicht. Mit der Einbindung der Java-Bibliothek GeoTools in die Software-Architektur von GeotIS können nun 3D-Shape-Dateien verwendet werden, statt wie bisher nur 2D-Shape-Dateien. Informationen und Nutzung Das Informationszentrum für geothermische Energienutzung wurde auf folgenden Messen und Veranstaltungen der Öffentlichkeit vorgeführt: GeoTherm expo & congress, , Offenburg, Hannover Messe , Hannover, International Meeting Norwegian Center for Geothermal Energy Research (CGER), , Oslo, Norddeutsche Geothermietagung, , Geozentrum Hannover, geoenergia Geothermieausstellung und Kongress, , Karlsruhe. Der GeotIS-Informationsflyer liegt auf Englisch vor und wurde zusammen mit der deutschen Version verteilt. Durchschnittlich wurde pro Monat rund 3500-mal auf das Informationssystem zugegriffen. Eine ausführliche Auflistung aller Veröffentlichungen und Vorträge enthält die Literaturliste (s. Abschnitt 7). 2 Vergleich des Stands des Vorhabens mit der ursprünglichen Arbeits-, Zeitund Ausgabenplanung S. SCHUMACHER ist am und T. WABERZECK ist am aus dem Projekt ausgeschieden. S. SCHUMACHER nahm eine Nachwuchswissenschaftlerstelle am LIAG ein und T. WABERZECK hat eine unbefristete Stelle in Mecklenburg-Vorpommern angenommen. In Ergänzung zur Vorhabenbeschreibung wurde die folgende Aufgabe auch in 2012 fortgeführt: IEA-GIA Ende 2010 hat eine GeotIS-Mitarbeiterin die Funktion eines Operating Agent im Rahmen des Geothermal Implementing Agreement der Internationalen Energieagentur (IEA-GIA) übernommen. Die Aufgaben dieser Position beinhaltet die Koordination und Leitung des Annex X Data Collection and Information sowie die Erstellung eines jährlichen Datenreports (Trend Report) über die Geothermienutzung in den Mitgliedsländern.

6 - 6-3 Haben sich die Aussichten für die Erreichung der Ziele des Vorhabens innerhalb des angegebenen Ausgabenzeitraums gegenüber dem ursprünglichen Antrag geändert? Wie wir in den letzten Zwischenberichten geschrieben hatten, gestaltete sich die Übernahme von Daten aus mehreren anderen Bundesländern schwieriger als erwartet. Zusätzlich wurden in Ergänzung zur Vorhabenbeschreibung zwei Aufgaben im Projekt übernommen: Broschüre Im Januar 2010 wurde die 2. Auflage der BMU-Broschüre Tiefe Geothermie herausgegeben. Aufgrund der großen Nachfrage wurde im Januar 2011 eine 3. überarbeitete Auflage erstellt. IEA-GIA Seit Ende 2010 hat das LIAG die Funktion eines Operating Agent im Rahmen des Geothermal Implementing Agreement der Internationalen Energieagentur (IEA-GIA) übernommen. Diese Funktion beinhaltet die Koordination und Leitung des Annex X Data Collection and Information. Aus diesen Gründen wurde der Zuwendungsgeber gebeten, das Projekt mit Mittelaufstockung bis zum zu verlängern. Damit kann die jetzige Ausbaustufe des Geothermischen Informationssystems erfolgreich abgeschlossen werden, und die internationale Reputation des BMU/PtJ und des LIAG, die durch unsere Arbeit in der IEA-GIA aufgebaut worden ist, wird nicht beschädigt. Dem Antrag wurde mit Zuwendungsbescheid vom entsprochen. 4 Sind inzwischen von dritter Seite Ergebnisse bekannt geworden, die für die Durchführung des Vorhabens relevant sind? Nein. 5 Sind oder werden Änderungen in der Zielsetzung notwendig? Nein. 6 Erfindungen/Schutzrechtsanmeldungen Keine.

7 - 7-7 Publikationen und Vorträge Zeitschriften AGEMAR, T., SCHELLSCHMIDT, R. & SCHULZ, R. (2012): Subsurface Temperature Distribution of Germany. Geothermics, 44: Berichte GANZ, B. & IEA-GIA (2012): Trends in Geothermal Applications. Survey Report on Geothermal Utilization and Development in IEA-GIA Member Countries in 2010, with trends in geothermal power generation and heat use p., 19 tab., 18 fig.; Publication of the International Energy Agency - Geothermal Implementing Agreement. KUDER, J. (2012): Berechnung von T/H-Werten und Konstruktion von T/H-Zonen für geothermisch relevante Schichten in Nordostdeutschland. - LIAG-Bericht, Archiv-Nr ; Hannover. SCHULZ, R. (2012): Aufbau eines Internet basierten Informationszentrums für geothermische Energienutzung 3. Zwischenbericht. - LIAG-Bericht, Archiv-Nr ; Hannover. Poster GANZ, B., SCHELLSCHMIDT, R. & SCHULZ, R. (2012): LIAG as a Partner in International Networks. Poster, Hannover Messe 2012, Kompetenzzentrum Geothermie, ; Hannover. Vorträge AGEMAR, T. (2012): 3D-Modelle geothermisch nutzbarer Strukturen im GeotIS - 3. Workshop 3D-Geologie, ; Akademiezentrum Sankelmark, Oeversee. AGEMAR, T. & SCHULZ, R. (2012): 3D-Modelle geothermisch nutzbarer Strukturen in GeotIS. - SDGG, Heft 80 - GeoHannover 2012, ; Hannover. GANZ, B., ALTEN, J.-A., AGEMAR, T., KUDER, J., KÜHNE, K., SCHUMACHER, S. & SCHULZ, R. (2012): The Geothermal Information System for Germany. - Meeting CGER (Norwegian Center for Geothermal Energy Research), ; Oslo. 8 Veranstaltung von Workshops GANZ, B. (2012): Workshop Annex X - Data Collection and Information. - Vorstellung und Diskussion des ersten GIA Trend Reports, ; Oslo. GANZ, B. (2012): IEA-GIA, Annex X - Data Collection and Information. Durchführung des Annex X Meeting, 28. GIA ExCo Meeting, ; Pisa.

8 - 8-9 Öffentlichkeitsarbeit BINOT, F. & GANZ, B. (2012): Access granted Geothermal Information System now in English. LIAG Pressemitteilung; GANZ, B. (2012): GeotIS - Geothermisches Informationssystem jetzt auch auf Englisch. BMU-Newsletter, 02: 7 8. GANZ, B., TRIBBENSEE, K. & GEOTIS-TEAM (2012): Flyer (Englische Version): Geothermal Information System for Germany. 8 S., 8 Abb., Auflage: 300 Stück; 1. Auflage. GEOTIS-TEAM (2012): Temperaturkarte. Bild der Woche der Leibniz Gemeinschaft, GEOTIS-TEAM (2012): GeotIS-Messestand auf GeoTHERM expo & congress, ; Offenburg. GEOTIS-TEAM (2012): Messestand in Zusammenarbeit mit LBEG und BGR auf der Hannover Messe, ; Hannover. GEOTIS-TEAM (2012): Messestand in Zusammenarbeit mit LBEG und BGR auf der 5. Norddeutschen Geothermietagung, ; Hannover. GEOTIS-TEAM (2012): GeotIS-Messestand auf der geoenergia, ; Karlsruhe. SCHULZ, R. (2012): Interview. - Energie und Technik, Website des Projektes: