Energiewende

ein Themenfeld im Forschungsschwerpunkt Geoenergiesysteme

Der Mensch nutzt den geologischen Raum als Quelle und Speicherort von Energie. Eine nachhaltige Nutzung dieses geologischen Raums erfordert ein umfassendes Verständnis der darin befindlichen Strukturen und ablaufenden Prozesse. Dieses Wissen ist Voraussetzung für eine erfolgreiche Umsetzung der Energiewende und das Erreichen der Klimaschutzziele. Unter Energiewende werden insbesondere die Wärmewende (geothermische Systeme) und die Speicherung von Überschussenergie betrachtet.

Geothermie

Die sichere und erfolgreiche Exploration von geothermischen Ressourcen ist für die Erschließung und Nutzung der Erdwärme von großer Bedeutung. Urbane Räume stellen dabei durch die unmittelbare Nähe zu Fernwärmenetzen und Nutzungsstrukturen bevorzugte Erschließungsräume dar. Die Anwendungsnähe ist gegeben durch die wissenschaftliche Begleitung von Explorationskampagnen in Metropolregionen wie beispielsweise München, wo das LIAG seit 2004 umfangreiche Untersuchungen in der seismischen Exploration oberjurassischer Karbonate durchgeführt hat. Dabei stehen folgende Fragen im Vordergrund:

  • Wie ist der Untergrund lithofaziell bzw. strukturgeologisch aufgebaut, so dass eine nachhaltige Nutzung des geothermischen Reservoirs sichergestellt werden kann?
  • Wie muss eine untertägige Bewirtschaftung über geothermale Tiefbohrungen konzipiert sein, um eine thermische Leistung in der Größenordnung von einigen Hundert Megawatt für urbane Räume zu ermöglichen, ohne unerwünschte Wechselwirkungen zwischen den Bohrungen bzw. mit Nachbarfeldern hervorzurufen? Bis 2025 soll diese Fragestellung am Beispiel der Stadt München bearbeitet werden, da das LIAG hier aus einer großen Anzahl von Vorgängerprojekten über eine exzellente Datenbasis für die wissenschaftliche Bearbeitung verfügt. Zudem ist das LIAG Kooperationspartner der Stadtwerke München, die als bislang einzige Großstadt in Deutschland das klare Ziel des Ausstiegs aus der fossilen Energieversorgung bis 2040 verfolgt. Zur Beantwortung dieser Fragen werden im Institut entwickelte seismische Methoden sowie thermisch-hydraulische Modelle auf Reservoirskala eingesetzt.

Energiespeicherung

Darüber hinaus soll das Thema Energiespeicherung bearbeitet werden insbesondere in urbanen Räumen bis hin zur Mega-City. Hier bestimmt der obertägige Energiebedarf und die anfallende Überschußenergie den Bedarf an untertägiger Energiepseicherung. Die Aufgabe des LIAG wird sich mit der Erkundung und Charakterisierung von standortbezogenen untertätigen Energiespeichern befassen. Die besonderen Herausforderungen sind dabei:

  • Die spezifische Exploration in urbanen Räumen
  • Die Nutzung und Neuinterpretation bereits existierender Geodaten aus dem Fachinformationssystem Geophysik FIS GP des LIAG
  • Die mit Temperaturfeld und/oder Hydraulik gekoppelte mechanische Modellierung von Poren- und Kavernenspeichern.

 

 

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