Der Nutzen von Geothermal Response-Tests im Rahmen der Geologischen Landesaufnahme Ingo Schäfer Geologischer Dienst Nordrhein-Westfalen

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Der Nutzen von Geothermal Response-Tests im Rahmen der Geologischen Landesaufnahme Ingo Schäfer Geologischer Dienst Nordrhein-Westfalen"

Otto Vogt
vor 6 Jahren
Abrufe

1 Der Nutzen von Geothermal Response-Tests im Rahmen der Geologischen Landesaufnahme Symposium 10 Jahre Thermal Response Test in Deutschland Göttingen, 16. September

Die Staatliche Geologischen Dienste (SGD) - Aufgaben - Wesentliche Aufgaben der Staatlichen Geologischen Dienste (SGD) sind: Geowissenschaftliche Landesaufnahme Sammlung und Archivierung von

2 Die Staatliche Geologischen Dienste (SGD) - Aufgaben - Wesentliche Aufgaben der Staatlichen Geologischen Dienste (SGD) sind: Geowissenschaftliche Landesaufnahme Sammlung und Archivierung von Untergrunddaten Aufbereitung und Bewertung der Daten Landesbezogene geowissenschaftliche Forschungen und Untersuchungen Veröffentlichung von geowissenschaftlichen Karten, Daten und Berichten Anlegung und Führung von geowissenschaftlichen Informationssystemen Beratung von Wirtschaft, Verwaltung, Wissenschaft und Privatpersonen Gutachten und Stellungnahmen z. B. als Träger öffentlicher Belange 2

Schichtverzeichnisse nach DIN EN ISO-Norm Rohstoffart (Stratigrafie, Lithologie, Farbe)

3 Rohstoffe Geologie Welche Daten benötigen die Staatlichen Geologischen Diensten Schichtverzeichnisse nach DIN EN ISO-Norm Gesteinsart (Stratigrafie, Lithologie, Farbe) Mächtigkeiten über Bohrungen Schichtverzeichnisse nach DIN EN ISO-Norm Rohstoffart (Stratigrafie, Lithologie, Farbe) Mächtigkeiten (Rohstoff, Überlagerung) Qualität (mineralogische Analysen, Körnung) über Bohrungen und Untersuchungen 3

Bohrungen und Laborversuche Schichtverzeichnisse nach DIN EN ISO-Norm Grundwasserstände Quantität (k f -Werte,

4 Welche Daten benötigen die Staatlichen Geologischen Diensten Schichtverzeichnisse nach DIN EN ISO-Norm Grundwasser Baugrund Gesteinsart (Bodenklasse, Lithologie) Mächtigkeiten Bodenmechanische Kennwerte über Bohrungen und Laborversuche Schichtverzeichnisse nach DIN EN ISO-Norm Grundwasserstände Quantität (k f -Werte, Pumpversuche) Qualität (chemische Analysen) Brunnenausbau (Tiefe, Filter, Durchmesser) über Bohrungen und Labor- & Feldversuche 4

5 Geothermie Welche Daten benötigen die Staatlichen Geologischen Diensten Schichtverzeichnisse nach DIN EN ISO-Norm Grundwasserstände Sondenausbau (Sondenart, Verpressung) Wärmeleitfähigkeiten Temperaturen über Bohrungen und Labor- und Feldversuche 5

6 Gemeinsames Einstiegsportal der SGD 6

7 Gemeinsames Einstiegsportal der SGD 7

8 Beispiel Nordrhein-Westfalen Online Standortcheck Online - Standortcheck 8

Darstellung des oberflächennahen geothermischen Potenzials in NRW bis in eine

9 Beispiel Nordrhein-Westfalen - Projekt Oberflächennahes Geothermisches Potenzial - Erstellung eines geothermischen Informationssystems zur Beurteilung und Darstellung des oberflächennahen geothermischen Potenzials in NRW bis in eine Tiefe von bis 100 m. spez. Entzugsleistungen nach VDI 4640 Untergrundaufbau Grundwasserstand 9

Beispiel Nordrhein-Westfalen - Projekt Oberflächennahes Geothermisches Potenzial - Spezifische Entzugsleistungen haben eine begrenzte Anwendungsmöglichkeit.

10 Beispiel Nordrhein-Westfalen - Projekt Oberflächennahes Geothermisches Potenzial - Spezifische Entzugsleistungen haben eine begrenzte Anwendungsmöglichkeit. Sie sind abhängig von: Jahresbetriebstundenzahl Sondengeometrie (Abstand, Anordnung) Sondenart Wärmeleitfähigkeit ist ein fester gesteinsphysikalischer Wert, der die Planung einer Anlage mit unterschiedlichsten Auslegungsvarianten ermöglicht (EED) 10

11 Beispiel Nordrhein-Westfalen Projekt: Geothermische Datenbank 12 km Bohrkernstrecke 11

12 Beispiel Nordrhein-Westfalen Regionalisierung von Wärmeleitfähigkeitswerten Vorgehen: 1) Wärmeleitfähigkeitswerte und Wärmekapazitäten werden vom GD durch Messungen an vorhandenem Bohrkernmaterial ermittelt. 2) Wärmeleitfähigkeitswerte aus Geothermal Response Tests werden in Bezug unter den geologischen und hydrogeologischen Verhältnissen ausgewertet. Ziele: Übertragbarkeit von Punktdaten in Flächeninformationen Aufbau einer geothermischen Datenbank Spezifizierung von Literaturwerten (VDI 4640) 12

13 Beispiel Hessen Projekt Oberflächennahes Geothermisches Potenzial Projektziel Installation eines geothermischen Informationssystems zur Beurteilung und Darstellung des standörtlichen und flächenhaften oberflächennahen geothermischen Potenzials in Hessen bis in eine Tiefe von bis zu 200 m. Bereitstellung der Planungsgrößen Gesteinswärmeleitfähigkeit Untergrundtemperatur Grundwasserstand Stand der Arbeiten Projektphase1 (11/08 10/09): Methodenentwicklung / Auswertung vorhandener Daten Projektphase 2 (11/09 12/10): Messwerterhebung / Aufbau Informationssystem Durchführung des Projektes in Zusammenarbeit mit der TU Darmstadt. 13

Beispiel Hessen Projekt Oberflächennahes Geothermisches Potenzial Erste Arbeitsschritte Aus einer im Auftrag des HLUG von der TU Darmstadt durchgeführten Literaturrecherche

Bohrkernlager HLUG An der TU Darmstadt, die mit der Durchführung umfangreicher Arbeiten des Projektes beauftragt ist, wurden mittlerweile über 1.

14 Beispiel Hessen Projekt Oberflächennahes Geothermisches Potenzial Erste Arbeitsschritte Aus einer im Auftrag des HLUG von der TU Darmstadt durchgeführten Literaturrecherche liegen mittlerweile mehr als Wärmeleitfähigkeitsmesswerte verschiedenster und weltweit beprobter / untersuchter Gesteine vor. Bohrkernlager HLUG An der TU Darmstadt, die mit der Durchführung umfangreicher Arbeiten des Projektes beauftragt ist, wurden mittlerweile über Messungen von Wärmeleitfähigkeiten hessischer Gesteine durchgeführt. Im Oktober 2009 startet das HLUG in einer erste Kampagne die intensive Untersuchung von hessischen Basalten mit rd. 800 geplanten Messungen. HLUG-Messgerät ISOMET

Häufigkeit Beispiel Hessen Projekt Oberflächennahes Geothermisches Potenzial Wärmeleitfähigkeiten als GeoDIN-Datentyp Messwerte Histogramm Wärmeleitfähigkeit Sandstein 180 160 140 120 100 n =1206

15 Häufigkeit Beispiel Hessen Projekt Oberflächennahes Geothermisches Potenzial Wärmeleitfähigkeiten als GeoDIN-Datentyp Messwerte Histogramm Wärmeleitfähigkeit Sandstein n =1206 Mittelwert = 2,84 [W/(m K)] Standardabweichung = 0,85 [W/(m K)] minimaler Wert = 0,4 [W/(m K)] maximaler Wert = 7,4 [W/(m K)] Statistische Auswertung der Wärmeleitfähigkeitsdaten aus der Literaturrecherche Angabe minimaler, maximaler und mittlerer Wärmeleitfähigkeiten für bestimmte Gesteinstypen Anhand der Auswertungen konnten 114 verschiedenen Gesteinstypen geothermische Kennwerte zugewiesen werden ,2 0,6 1 1,4 1,8 2,2 2,6 3 3,4 3,8 4,2 4,6 5 5,4 5,8 6,2 6,6 7 Wärmeleitfähigkeit [W/(m K)] 15

16 Tiefe [m u GOK] Beispiel Hessen Projekt Oberflächennahes Geothermisches Potenzial Systematische Erfassung der Untergrundtemperatur Geothermische Gradienten Temperatur [ C] Ermittlung der Untergrundtemperaturen anhand von Bohrlochmessungen Aufbereitung vorhandener Daten Regionalisierung der Temperaturen auf Geologische Strukturräume Erstellen einer Karte der Temperaturverteilung im Untergrund Aktueller Bearbeitungsstand 120 Temperaturprofile mit Tiefen > 50 m ausgewertet; ca. 200 weitere Temperaturprofile noch auszuwerten 16

17 Geothermie Nutzen des Geothermal Response Test Schichtverzeichnisse nach DIN EN ISO-Norm Grundwasserstände Sondenausbau (Sondenart, Verpressung) Wärmeleitfähigkeiten Temperaturen über Geothermal Response Tests Der GRT stellt eine wichtige Vergleichsgröße zu den Labormessungen/Literaturwerten von Wärmeleitfähigkeiten dar. Durch die steigende Zahl der GRTs können die SGD somit in einer zunehmenden Qualität bzgl. der geothermischen Standortsituation beraten. Diese Beratung kann keine Detailuntersuchungen Vor-Ort ersetzen, liefert aber kompetente Angaben im Rahmen der Vorplanung 17

Rechtliche Grundlage: Lagerstättengesetz Das Gesetz über die Durchforschung des Reichsgebietes nach nutzbaren Lagerstätten (Lagerstättengesetz) trat am 4. Dezember 1934 in Kraft.

18 Rechtliche Grundlage: Lagerstättengesetz Das Gesetz über die Durchforschung des Reichsgebietes nach nutzbaren Lagerstätten (Lagerstättengesetz) trat am 4. Dezember 1934 in Kraft. Seine heutige Gültigkeit ergibt sich aus dem Grundgesetz, Art Geändert wurde es durch das Einführungsgesetzbuch zum Strafgesetzbuch vom 2. März 1974 (BGBl. I S. 591) und das Gesetz zur Umstellung von Gesetzen und Verordnungen auf Euro im Zuständigkeitsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie sowie des Bundesministeriums für Bildung und Forschung vom Aktuell erfolgt eine sprachliche Aktualisierung des Lagerstättengesetzes ohne inhaltliche Änderungen 18

19 Rechtliche Grundlage: Lagerstättengesetz Gesetz über die Durchforschung des Reichsgebietes nach nutzbaren Lagerstätten (Lagerstättengesetz) Ausfertigungsdatum: "Lagerstättengesetz in der im Bundesgesetzblatt Teil III, Gliederungsnummer 750-1, veröffentlichten bereinigten Fassung, das zuletzt durch Artikel 22 des Gesetzes vom 10. November 2001 (BGBl. I S. 2992) geändert worden ist ; zuletzt geändert durch Art. 22 G v I (1) Wer für eigene oder fremde Rechnung geophysikalische Untersuchungen zur Erforschung des Untergrundes ausführt, ist verpflichtet, vor Beginn der Arbeiten das Gebiet und den voraussichtlichen Umfang der Messungen sowie das hierbei anzuwendende Verfahren der zuständigen Anstalt ( 1) anzuzeigen und ihr demnächst das Ergebnis der Untersuchungen unter Beifügung sämtlicher Unterlagen mitzuteilen. Auf Verlangen ist weitere erschöpfende Auskunft zu erteilen. Ziel des Lagerstättengesetzes ist die Sammlung der Ergebnisse von geophysikalischen Untersuchungen und Bohrungen bei den Staatlichen Geologischen Diensten (SGD). Hierzu verpflichtet das Gesetz diejenigen, die für eigene oder fremde Rechnung (!) solche Untersuchungen oder Bohrungen ausführen, diese vor Beginn der Arbeiten dem jeweiligen SGD anzuzeigen ( 3, 4). Nach Abschluss der Arbeiten müssen die Ergebnisse geophysikalischer Untersuchungen unaufgefordert und Bohrergebnisse auf Verlangen auch dem jeweiligen Geologischen Dienst vorgelegt werden ( 3, 5). 19

20 Vielen Dank! 20

Ähnliche Dokumente

Stand des Forschungs- und Entwicklungsprojektes 3D-Modell der geothermischen Tiefenpotenziale von Hessen

Stand des Forschungs- und Entwicklungsprojektes 3D-Modell der geothermischen Tiefenpotenziale von Hessen Arne Buß Dirk Arndt Andreas Hoppe Ingo Sass Technische Universität Darmstadt Institut für Angewandte