Mehrstufige und regionale Charakterisierung potenzieller CO₂-Speicherformationen unter besonderer Berücksichtigung von Soleaufstiegsrisiken - ein integrierter natur- und sozialwissenschaftlicher Ansatz (CO₂BRIM)

Projektanfang: 01.09.2011

Projektende: 28.02.2015

Projektstand: 28.02.2015

Beispiel eines geologischen 3D-Modells: Numerische Simulation von CO2-Ausbreitung und Druckentwicklung im Umfeld einer CO2-Injektionsstelle Quelle: BGR

Für die Bewertung der Langzeitsicherheit unterirdischer CO₂-Speicher ist es eine Schlüsselfrage, ob das aus dem Speicher verdrängte salinare Formationswasser (Sole) in höher gelegene Trinkwasser-Aquifere aufsteigen könnte. Dieser Frage geht das Projekt CO₂BRIM in einem mehrstufigen und multidisziplinären Untersuchungsansatz nach.

Zunächst wurden die untersuchungswürdigen Gebiete des Speicherkomplexes Mittlerer Buntsandstein im Norddeutschen Becken anhand der dimensionslosen ‚Gravitationszahl‘ (nach Kopp et al. 2009) charakterisiert. Die Gravitationszahl dient als Indikator für die Speichereffizienz. Für die Berechnung dieser Kennzahl wurden u.a. die Parameter Speichertiefe, Temperatur und Salinität des Formationswassers herangezogen. Die Aussagekraft der ‚Gravitationszahl‘-Methode wurde mittels Prinzipsimulationen getestet. Die Ergebnisse zum Themenkomplex ‚Gravitationszahl‘ wurden in Kissinger et al. (2014) veröffentlicht.

Zum Themenkomplex ‚Soleaufstiegsrisiken‘ wurde an der BGR ein regionales geologisches 3D-Untergrundmodell erstellt. Unter Verwendung dieses Modells wurden von den Projektpartnern der Universität Stuttgart numerische Simulationen von Speicherszenarien durchgeführt, die den Aufstieg von verdrängtem salinarem Formationswasser an Schwächezonen (insbesondere im Bereich einer Salzstockflanke) betrachten. Eine Publikation der Ergebnisse ist in Vorbereitung.

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurden interessierte Vertreter von gesellschaftlichen Gruppen eingeladen, den Modellierungsprozess mit zu gestalten. Der zentrale Aspekt dieser „partizipativen Modellierung“ ist die Offenlegung des Modellierungsprozesses gegenüber Nicht-Experten, die somit die Möglichkeit erhalten, Szenarien und Randbedingungen mit auszuwählen.

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Literatur:

Kissinger, A., Noack, V., Knopf, S., Scheer, D., Konrad, W., Class, H. (2014): Characterization of reservoir conditions for CO₂ storage using a dimensionless gravitational number applied to the North German Basin. – Sustainable Energy Technologies and Assessments, 7: 209-220.

Kopp, A., Class, H. & Helmig, R. (2009): Investigations on CO₂ storage capacity in saline aqufiers – Part 1: Dimensional analysis of flow processes and reservoir characteristics. – International Journal of Greenhouse Gas Control, 3: 263-276.

Partner:

Lehrstuhl für Hydromechanik und Hydrosystemmodellierung (LH2), Universität Stuttgart (Projektkoordination)

DIALOGIK gemeinnützige Gesellschaft für Kommunikations- und Kooperationsforschung mbH

Förderungsnummer:

Das Projekt CO2BRIM wird im Rahmen des GEOTECHNOLOGIEN-Programms durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert (FKZ 03G0803A).