Geopysikalische Erkundung der Universitätsenergie Göttingen GmbH Dr. Bernd Leiss

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1 Geopysikalische Erkundung der Universitätsenergie Göttingen GmbH Dr. Bernd Leiss Geowissenschaftliches Zentrum und Gebäudemanagement der Universität Göttingen, GeothermieGruppeGöttingen (GGG)

2 Seismische Erkundungsstrategie zum Geothermiepotential des Göttinger Universitätscampus Wissenschaftliches Konzept und Durchführung: GeothermieGruppeGöttingen (GGG) Gernot Arp (GZG), Christian Gemm (GM), Till Heinrichs (GZG), Alfons van den Kerkhof (GZG), Bernd Leiss (GZG), Nicole Mann (GM), Josef Paul (GZG), David C. Tanner (LIAG), Axel Vollbrecht (GZG), Bianca Wagner (GZG), Klaus Wemmer (GZG) Struktureller Rahmen und Finanzierung: Präsidium Universität und Vorstand Universitätsmedizin Göttingen, Universitätsenergie GmbH Göttingen, Gebäudemanagement (Rainer Bolli, Holger Knöfel), Strukturgeologie & Geodynamik (Jonas Kley) und Angewandte Geologie (Martin Sauter) des Geowissenschaftlichen Zentrums der Universität

3 1. Energieversorgung Universitätscampus Göttingen 2. Geologische Rahmenbedingungen 3. Integriertes Energieversorgungskonzept 4. Seismische Erkundung 5. Weitere Projektentwicklung

4 Gö Energieversorgung mit Erdgas Stadt Göttingen: ca GWh Uni Göttingen ca. 400 GWh Uni 20-25% des gesamten Göttinger Gasverbrauchs

5 500 m Heizkraftwerk Fernwärmebereich der Universität: 13 km Leitung versorgen ca. 250 Gebäude ca. 70 MW Fernwärmeleistung Maßstab 1:5000

6 regenerativer Ersatz Kontraktor Ziel: möglichst hoher geothermischer Anteil der Wärme- und Kälteversorgung, Stromerzeugung nur als Option

7 Spitzenlastabdeckung auch durch Holz und Biogas Grund- und Teillast Wärme+Dampf ab HKW/FW-Netz Geothermie 20 MW Nutzenergie ab FW-Netz (18 MW) Geothermie 30 MW Nutzenergie ab FW-Netz (27 MW) Nutzenergie 203 GWh 140 GWh 175 GWh Anteil Deckung 100% 69% 86% Kosten für Gas: ca. 7 mio /Jahr, andere regenerative Energien können den Bedarf nicht decken

8 1. Energieversorgung des Universitätscampus Göttingen 2. Geologische Rahmenbedingungen 3. Integriertes Energieversorgungskonzept 4. Seismische Erkundung 5. Weitere Projektentwicklung

9 Frisch & Meschede 2011 Tanner et al 2011 Göttingen liegt am südlichen Rand des Zentraleuropäischen Beckens sowie in der Leinetalgrabenstruktur, die Teil des europäischen Grabenbruchsystem ist.

10 W E Deckge- birge 0 m Zechsteinsalinar m m m Grundgebirge m m Tanner et al 2015 nach Leiss et al 2011 nach Leiss et al 2011 Bohrprofile Region Göttingen Lithologisch-struktureller Stockwerksbau

11 W E Deckge- birge 0 m Zechsteinsalinar m m m Grundgebirge m m nach Leiss et al 2011 nach Leiss et al 2011 Bohrprofile Region Göttingen Lithologisch-struktureller Stockwerksbau

12 Bohrungen > 1000 m = Göttingen/ Leinetalgrabensystem

13 Quelle: GeotIS 19. Oktober 2015

14 Geologische Zielhorizonte W E flache Geothermie, dezentral Kühlung, saisonale Speicher mitteltiefe Geothermie, dezentral, Wärmepumpen 14 C 30 C Deckge- birge Zech- stein salinar 0 m m m 100 C m Grundgebirge m tiefe Geothermie, zentrale Wärmeproduktion, optional elektrische Energie 150 C m nach Leiss et al 2011

15 1. Energieversorgung des Universitätscampus Göttingen 2. Geologische Rahmenbedingungen 3. Integriertes Energieversorgungskonzept 4. Seismische Erkundung 5. Weitere Projektentwicklung

16 Horizontal und vertikal Integriert-regeneratives Energieversorgungskonzept Uni Göttingen horizontale Integration: Nutzerstruktur, andere Energien KW vertikale Integration: geologischer Stockwerksbau 14 C 30 C 100 C Deckgebirge Zechsteinsalinar Grundgebirge (im Harz aufgeschlossen) 150 C

17 Mögliche Nutzung oberflächennaher Geothermie wäre z.b. ein Kälteverbund im Nordbereich des Campus MPI Rechenzentrum Mensa GZG

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19 Winter, L. (2015): Geologisch-strukturelle Modellierung des oberflächennahen Untergrundes von NE-Göttingen in Hinblick auf geotechnische und geothermische Nutzung. MSc-Arbeit, Universität Göttingen.

20 Modellierung mitteltiefe Sonde, Temperaturfeld nach 30 Jahren bei einer Leistung der Sonde ca. 100 kw Räuschel (2014): Optimierung mitteltiefer Erdwärmesonden im Zechsteinsalz durch numerische Modellierung. MSc- Arbeit, Universität Göttingen. Seite 20

21 1. Energieversorgung der Universität Göttingen 2. Geologische Rahmenbedingungen 3. Integriertes Energieversorgungskonzept 4. Seismische Erkundung 5. Weitere Projektentwicklung

22 Seismische Erkundung Wiechert'sche Erdbebenwarte Göttingen

23 Wiechert'sche Erdbebenwarte Göttingen: Mintrop-Kugel von 1908

24 Wiechert'sche Erdbebenwarte Göttingen: 17-Tonnen- Pendel

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28 Erkundungstiefe 5000 m, Frühjahr 2015 Linie 1: 10 km, Anregung/Aufnahme 50/50 m Linie 2: 11,5 km, Anregung/Aufnahme 25/25 m

29 Grabenprofil Länge der Linien 10 und 11.5 km: Grundgebirgsprofil: Geophonabstand 50 m, Anregungspunkte 50m Grabenprofil: Geophonabstand 25 m, Anregungspunkte 25/50m

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34 Tiefenschnitt Profil GOE_2015_02 Abb. zur Seismik nicht freigegeben - Übergang Grundgebirge/Zechsteinsalzlager sehr gut erkennbar, Zechsteinmächtigkeit abschätzbar, mitteltiefe Geothermie wird hinsichtlich Wirtschaftlichkeit kalkulierbar (und in die Region übertragbar!) - Deckgebirge stark kleinräumig zerblockt, Streuung der seismischen Wellen, hohe Durchlässigkeiten für thermale Systeme, Anbindung an Oberflächengeologie derzeit in Arbeit. Aktuelle Frage: stark unterschiedliche Mächtigkeit des Buntsandsteins im Grabeninneren und auf der Grabenschulter (vergleichbar mit Seismik in Sudheim) primäre Sedimentmächtigkeiten oder hoher Dehnungsbetrag des Grabens - Grundgebirge zeigt keine auffälligen Anomalien. Filterung/Dämpfung der Energie durch Deckgebirge und Zechsteinlager. Störungssysteme scheinen detektierbar.

35 Abb. zur Seismik nicht freigegeben

36 Winter, L. (2015): Geologisch-strukturelle Modellierung des oberflächennahen Untergrundes von NE-Göttingen in Hinblick auf geotechnische und geothermische Nutzung. MSc-Arbeit, Universität Göttingen.

37 Winter, L. (2015): Geologisch-strukturelle Modellierung des oberflächennahen Untergrundes von NE-Göttingen in Hinblick auf geotechnische und geothermische Nutzung. MSc-Arbeit, Universität Göttingen.

38 1. Energieversorgung des Universitätscampus Göttingen 2. Geologische Rahmenbedingungen 3. Integriertes geothermisches Konzept 4. Seismische Erkundung 5. Weitere Projektentwicklung

39 Tiefenschnitt Profil GOE_2015_02 Abb. zur Seismik nicht freigegeben 3D-Seismik oder Bohrung? - Bohrung bis Grundgebirge (max m) zur Bestimmung der Lithologie und der geophysikalischen Parameter (Bohrlochgeophysik) - Ergebnisse würden eine deutliche Verbesserung der seismischen Interpretation erlauben - Bohrung als Vorbohrung für eine tiefe Haupterkundungsbohrung oder zum Ausbau für ein mitteltiefes Geothermiesystem (Sonde)

40 Danke für Ihr Interesse! weitere Informationen unter:

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