Referent |
Valentin Gischig (CSD Engineers und SCCER-SoE) und das Grimsel ISC Team |
Inhalt |
Die Energiestrategie 2050 sieht einen Ausbau der erneuerbaren Energien vor und setzt unter anderem auf die Entwicklung der tiefen Geothermie zur Deckung von bis zu 7% des Elektrizitätsbedarfs. Technische Lösungen zur Nutzung der tiefen geothermischen Ressourcen der Schweiz stellen eine grosse Herausforderung für die Forschung und Industrie dar, ermöglichen jedoch den Zugang zu einer enormen Energiequelle, welche CO2 neutral und erneuerbar ist. In der Schweiz finden sich Temperaturen im Bereich zwischen 170 und 190°C in einer Tiefe von etwa 4-6 km. In dieser Tiefe trifft man auf das kristalline Grundgebirge welches in der Regel eine geringe natürliche Durchlässigkeit aufweist, wodurch die künstliche Erzeugung eines Reservoirs zur Energienutzung notwendig wird (Enhanced Geothermal Systems, EGS).
Bis heute ist die künstliche Erstellung von Wärmetauschern mit hydraulischen Stimulationsverfahren kaum kontrollierbar und kann zu gefühlten seismischen Ereignissen (Beispiele Basel oder St. Gallen, Schweiz) führen. Für die grossskalige Nutzung der Geothermie zur Elektrizitätsgewinnung ist es unabdingbar, derartige Misserfolge zukünftig zu vermeiden, was klar verbesserte Strategien bei der Planung und Ausführung sowie die Validierung von Stimulationskonzepten unter kontrollierten Bedingungen erforderlich macht. Da letzteres in grossen Tiefen von 3-5 km aus technischen und finanziellen Gründen im erforderlichen Detailierungsgrad nicht möglich ist, führt die ETH Zürich im Felslabor Grimsel Stimulationsversuche auf der 20-m Skala durch. Bei diesen Stimulationen wird Wasser unter ho-hem Druck in bekannte Störzonen und in die intakte Gesteinsmatrix injiziert. Sensoren in umliegenden Tunneln und Bohrlöchern erlauben eine detaillierte Beobachtung der induzierten Seismizität, Felsdeformation und der Druckausbreitung. Die Kombination dieser Messungen innerhalb des Versuchsvolumens erlaubt ein verbessertes Verständnis der hydromechanischen Prozesse und ihrer Kopplung zur induzierten Seismizität.
Der Vortrag gibt einen Überblick über die hydraulischen Stimulationsversuche im Felslabor Grimsel und die Implikationen für grossskalige Stimulationen im kristallinen Grundgebirge.
|
