Hydraulische Leitfähigkeit des kristallinen Grundgebirges

Zahlreiche hydraulische Tests im kristallinen Grundgebirge zeigen, dass das Gebirge über ein natürliches, miteinander verbundenes Kluftsystem verfügt und dass es sich primär um einen Grundwassergeringleiter handelt. Die Durchlässigkeit des kristallinen Grundgebirges nimmt in der Regel mit zunehmender Tiefe ab und kann unter Druckbeaufschlagung gesteigert werden.

m Gegensatz zu früheren Annahmen ist die obere Erdkruste der Kontinente nicht 'trocken', sondern 'feucht'. Das Vorhandensein eines bereits natürlicherweise vorhandenen Hohlraumsystems ist in der Geothermie für die Entwicklung und den Betrieb von Hot-Dry-Rock-Systemen (HDR) - auch als Enhanced-Geothermal-System (EGS) bezeichnet - entscheidend. Bei HDR-/ EGS-Nutzungen erfolgt die Gewinnung der geothermischen Energie aus dem tiefen Untergrund unabhängig von wasserführenden Horizonten, wo bei Temperaturen von mehr als 150 bis 200 °C sowie Tiefen von mehr als 3.000 m anvisiert werden. Die im heißen, gering durchlässigen Gestein gespeicherte Energie wird durch Schaffung eines künstlichen Wärmetauschers erschlossen. Hierzu wird nach Abteufen einer ersten Bohrung durch Einpressen von Wasser das natürlich vorhandene Kluftsystem geweitet oder neue Klüfte geschaffen (Stimulation). Um die notwendigen Durchflussraten und Temperaturen zu erzielen, muss das Risssystem eine Mindestgröße für die Wärmetauschfläche aufweisen. Mit der zweiten Bohrung muss dann der bereits mit der ersten Bohrung stimulierte Bereich durchteuft und erneut stimuliert werden. Durch diesen 'Wärmetauscher' oder 'Durchlauferhitzer', der die beiden Bohrungen unterirdisch miteinander verbindet, schickt man über Injektions- und Förderbohrungen kühles Oberflächenwasser, um die Gebirgswärme aufzunehmen. Das Gebirge ist die Wärmequelle, Wasser der Wärmeträger.

Zielhorizonte für HDR-/EGS-Nutzungen sind in der Regel das kristalline Grundgebirge. Für die dauerhafte Schaffung des Wärmetauschers ist neben einem bereits von Natur aus vorhandenen Hohlraumsystem u. a. auch das lokale Stressfeld wichtig. Die durch Stimulationsmaßnahmen geweiteten Klüfte erhöhen zwar die Durchlässigkeit und damit das Wasserdurchsatzvermögen durch den geschaffenen 'Wärmetauscher', sie müssen jedoch auch offen bleiben. Dies kann entweder künstlich erreicht werden durch die Eingabe kleiner Partikel (Proppings) in die geöffneten Klüfte, um diese am erneuten Schließen zu hindern, oder aber natürlich durch sogenanntes Selfpropping. Falls nämlich ein anisotropes Stressfeld vorliegt, werden die Kluftflächen während der Stimulation zur Entlastung des Stressfeldes gegeneinander versetzt, sodass nach erfolgter Stimulation die resultierende Kluftöffnungsweite größer ist als vor der Stimulation, denn die Kluftflächen passen nicht mehr so 'nahtlos' aufeinander. Diesen Effekt nennt man Selfpropping.

Copyright:	© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH
Quelle:	Heft 04 - 2012 (April 2012)
Seiten:	6
Preis:	€ 6,00
Autor:	Prof. Dr. Ingrid Stober

	Diesen Fachartikel kaufen... (nach Kauf erscheint Ihr Warenkorb oben links)
	Artikel weiterempfehlen
	Artikel nach Login kommentieren

Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:

Genehmigungs- und Beteiligungsfiktionen - ein effektives Instrument der Verfahrensbeschleunigung für Windenergieanlagen?
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (2/2025)
Zur Beschleunigung von Planungs- und Zulassungsverfahren setzt der Gesetzgeber verschiedentlich auch das Instrument einer Fiktion von nicht fristgerecht ergangenen Behördenentscheidungen ein. Dabei kann es sich z.B. um das Einvernehmen einer Gemeinde zu einer Baugenehmigung nach § 36 Abs. 2 S. 2 BauGB, um Baugenehmigungen für zumeist kleinere Bauvorhaben nach den LBauO der Länder, um die Genehmigung einer Änderung von Windenergieanlagen nach § 16 bAbs. 9S. 1BImSchGimRahmeneinesRepowering oder auch um die Bestätigung eines Entsorgungsnachweises für gefährliche Abfälle nach § 5 Abs. 5 NachwV handeln.

Die Gesetzentwürfe zur Umsetzung der Renewable Energy Directive (RED III) in deutsches Recht
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (8/2024)
Der europäische Gesetzgeber hat Ende 2023 nach umfangreichen Verhandlungen die Novellierung der Erneuerbare- Energien-Richtlinie beschlossen. Die Änderungen durch die Richtlinie (EU) 2023/2413 (REDIII) sollen den beschleunigten Ausbau Erneuerbarer Energien fördern, um die Treibhausgasemissionen im Energiesektor zu reduzieren.

Solarenergiegebiete und Beschleunigungsgebiete für Solarenergie
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (5/2024)
Was bringt die Umsetzung der RED-III-Richtlinie durch die neuen §§ 249b und 249c BauGB?

Floating-Photovoltaikanlagen
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (2/2024)
FPV haben gegenüber Flächenphotovoltaik an Land insbesondere den Vorteil, dass Fragen betreffend Flächenknappheit und Nutzungskonkurrenzen bei ihrer Errichtung kein Thema sind. Die FPV sind durch den Kühleffekt des Wassers in der Lage, mehr Strom zu produzieren als vergleichbare Anlagen an Land.

Das Bundesverfassungsgericht und der Investitionsschutz
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (3/2023)
In its decision of 30 June 2020, the Federal Constitutional Court granted protection of legitimate expectations for frustrated investments in the approval procedure for the erection of wind turbines in the exclusive economic zone, but only with consideration of the affected parties and not on the basis of fundamental rights under Article 14 (1) of the Basic Law or Article 12 (1) of the Basic Law, but rather under Article 2 (1) of the Basic Law in conjunction with Article 20 (3) of the Basic Law. Article 20 (3) GG on the basis of the standards of retroactivity under the rule of law. In contrast to the overwhelming acceptance of the decision in the literature, the article criticises the rejection of the use of the fundamental right to property, but also the derivation of the said duty of consideration.