Tiefe Geothermie - Projekt Optiriss

Im Zuge der Energiewende (d.h. der Abkehr von fossilen hin zu erneuerbaren Energieträgern) kommt der Erforschung des natürlichen tiefengeothermischen Potentials geeigneter Standorte wachsende Bedeutung zu. Das Projekt Optiriss war ein zwischen 2013 und 2015 von den Aufbaubanken Sachsens und Thüringens gefördertes Forschungs- & Entwicklungsvorhaben, dessen Ziele die Entwicklung risikominimierter petrothermaler Explorations- und Erschließungsmethoden zur Nutzung tiefer Geothermie in mitteldeutschen Kristallingesteinen waren. Dabei ging es vorrangig um die Verfahrensoptimierung bei der Standortcharakterisierung sowie bei der Schaffung untertägiger Wärmetauscherflächen.

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Die Aufgaben unserer Arbeitsgruppe im Rahmen des Projekts Optiriss umfassten folgende Bereiche:

  • statistische und kinematische Auswertung präexistenter flächiger Anisotropien in verschiedenen strukturellen Niveaus am Nord- und Südrand des Thüringer Walds
  • Vorhersage der in-situ-Spannungen in kristallinen Reservoiren in Südthüringen
  • Modellierung der Versagenstendenz präexistierender Klüfte und Störungen ("dilation and slip tendency analysis"; Morris et al. 1996) für den Fall einer Stimulation des Reservoirs
  • 3D-Modellierung des Reservoirs



Abb. links: Vertikal überhöhtes Blockdiagramm des südlichen Thüringer Waldes und seines südwestlichen Vorlands mit interpretierten Tiefenstrukturen und Darstellung einer hypothetischen tiefengeothermischen Bohrdoublette im kristallinen Grundgebirge (Quelle: veränd. n. Wagenbreth, O. und Steiner, W. 1990. Geologische Streifzüge: Landschaft und Erdgeschichte zwischen Kap Arkona und Fichtelberg: Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie).



Publikationen:

Zinke, C., Navabpour, P., Ustaszewski, K. (2016): Analyse des Bruchflächeninventars in Grundgebirgs- und Rotliegendaufschlüssen am Nordrand des Thüringer Waldes bei Ilmenau (Thüringen) hinsichtlich der Versagenstendenz im rezenten Spannungsfeld. Beitr. Geol. Thüringen, N.F. 22, 137-152.


Technischer Abschlussbericht:

Hesse, G., Richling, S., Schaubs, A., Will, J., Eckardt, S., Ustaszewski, K., Kasch, N., Siegburg, M., and Thieme, M., 2015, OPTIRISS - Geothermisches Verbundprojekt Thüringen-Sachsen zur Entwicklung einer risikominimierten petrothermalen Explorations- und Erschließungsmethode für geeignete mitteldeutsche Kristallingesteine (Projektteil Thüringen). Abschlussbericht, JENA-GEOS Ingenieurbüro GmbH, 106 pp.



Konferenzbeiträge:

Ustaszewski, K., Kasch, N., Zinke, C., Navabpour, P. 2016. On the reactivation potential of preexisting fractures in designing a hot dry rock geothermal reservoir in the Mid-German Crystalline Rise (Central Germany), TSK16, Tektonik - Strukturgeologie - Kristallingeologie, 02-06 March 2016, Bonn, Germany, DOI 10.13140/RG.2.1.1650.9844.

Ustaszewski, K., Kasch, N., Knörrich, T., Navabpour, P., Thieme, M. 2015. The role of preexisting fractures and their reactivation potential on the design of a hot dry rock geothermal reservoir in the Mid-German Crystalline Rise (central Germany), CETEG 2015, 13th Meeting of the Central European Tectonic Groups, Kadaň, Czech Republic, DOI 10.13140/RG.2.1.1627.2801.

Kasch, N., Ustaszewski, K., Siegburg, M., Navabpour, P., Hesse, G. 2014. Estimating the reactivation potential of existing fractures in subsurface granitoids from outcrop analogues and in-situ stress modeling: implications for EGS reservoir stimulation with an example from Thuringia (Central Germany), AGU Fall Meeting 2014, DOI 10.13140/2.1.1392.6727.

Knörrich, T., Kasch, N., Ustaszewski, K., 2014. 3D Modellierung eines invertierten Grabensystems am Beispiel des Marisfelder Grabens (Südthüringen), GeoFrankfurt2014 conference "Earth System Dynamics", Goethe University, Frankfurt am Main, 21-24 September 2014, Poster presentation, DOI: 10.13140/2.1.1207.9369.

Siegburg, M., Kasch, N., Ustaszewski, K., Navabpour, P., 2014. Evolution of the tectonic activity in southwestern foreland of the Thuringian Forest deduced from the fracture system in the Thüringer Hauptgranit und Muschelkalk. GeoFrankfurt2014 conference "Earth System Dynamics", Goethe University, Frankfurt am Main, 21-24 September 2014, Poster presentation, DOI: 10.13140/2.1.2701.9521.

Thieme, M., Fügenschuh, B., Ustaszewski, K., 2014. Late- to post-Variscan thermal evolution of the south-western Thuringian Forest and its foreland by means of combined fission-track dating of zircon and apatite, GeoFrankfurt2014 conference "Earth System Dynamics", Goethe University, Frankfurt am Main, 21-24 September 2014, Poster presentation, DOI: 10.13140/2.1.4189.8241.

Ustaszewski, K., Kasch, N., Siegburg, M., Navabpour, P., Thieme, M., 2014. Estimating the reactivation potential of existing fractures in subsurface granitoids from outcrop analogues and in-situ stress modeling: implications for EGS reservoir stimulation with an example from Meiningen (Thuringia, Central Germany), EGU General Assembly 2014. Geophysical Research Abstracts, 16, pp EGU2014-3099-1, DOI 10.13140/2.1.1117.5048.



Qualifikationsarbeiten:

Ahlers, S., 2014: Die kinematische Entwicklung der Viernauer-Störungszone südwestlich des Thüringer Waldes, BSc Arbeit, Friedrich-Schiller-Universität Jena, 63 p.

Knörrich, T., 2014: 3D-Modellierung eines invertierten Grabensystems anhand einer geologischen Geländeaufnahme am Beispiel des Marisfelder Grabens (Südthüringen), Diplomarbeit, Friedrich-Schiller-Universität Jena, 133 p.

Siegburg, M., 2014: Paläospannungsfeldanalyse im südwestlichen Vorland des Thüringer Waldes, MSc Projektmodul, Universität Bremen, 71 p.

Thieme, M., 2015: Thermochronologische Untersuchungen an Granitoiden des Thüringer Hauptgranit und Rotliegendformationen im Thüringer Wald und seinem südwestlichen Vorland, MSc Arbeit, Friedrich-Schiller-Universität Jena, 161 p.

Winn, S., 2014: Geologische Neukartierung zwischen Benshausen und Zella-Mehlis im Bereich der Südrandverwerfung des Thüringer Waldes, BSc Arbeit, Friedrich-Schiller-Universität Jena, 49 p.

Zinke, C., 2015: Analyse des Bruchflächeninventars in Grundgebirgs- und Rotliegendaufschlüssen am Nordrand des Thüringer Waldes bei Ilmenau (Thüringen) hinsichtlich der Versagenstendenz im rezenten Spannungsfeld, 65 p.


Projektpartner:

JENA-GEOS, Jena

Dynardo GmbH, Weimar

DBI Gas- & Umwelttechnik GmbH, Freiberg

TU Bergakademie Freiberg, Lehrstuhl Gebirgs- & Felsmechanik


Projektfinanzierung:

TAB Projekt No. 2012 FE 9080

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