Jahresbericht 2020-2021

Die tiefe Geothermie gilt als erneuerbare Energieform, wobei die in der Erdkruste gespeicherte Wärme für Heizzwecke und Stromerzeugung genutzt wird. Bei hydrothermalen Systemen wird heißes Wasser (> 100°C) aus einem Aquifer in mehreren km Tiefe gefördert, zur Energiegewinnung genutzt und über ein zweites Bohrloch reinjeziert. Ein Problem bei der Anwendung ist, dass Seismizität verursacht werden kann. Durch die hydraulischen Maßnahmen nimmt in bestimmten Regionen des Untergrundes der Porenwasserdruck im Gestein zu. Hierdurch wird die effektive Normalspannung und somit die Reibung herabgesetzt. So kann die Scherfestigkeit im Gestein an bestimmten Stellen überschritten werden und die Spannung baut sich durch einen Scherbruch, einem Mikroerdbeben, ab. Im Verbundvorhaben werden Methoden zum seismischen Monitoring sowie zur Ermittlung der Einwirkungen und Gefährdungen weiterentwickelt, die in einem Rückkopplungsprozess frühzeitige Gegenmaßnahmen ermöglichen. Seismisches Monitoring tiefer geothermischer Anlagen und mögliche seismische Einwirkungen (SEIGER) Sensitivität der seismischen Geschwindigkeit gegenüber gezeiteninduzierten Spannungsänderungen Die seismische Geschwindigkeit hängt auch von der am Gestein anliegenden Spannung ab. Durch Messung der Änderungen der seismischen Geschwindigkeit können deswegen Rückschlüsse auf die anliegende Spannung gezogen werden, welche von grundlegender Bedeutung für das Verständnis von Erdbeben ist. Die Beobachtung der von Gezeiten induzierten Spannungs- und Geschwindigkeitsänderungen stellt eine gute Möglichkeit dar, diese Messungen zu kalibrieren. Die Geschwindigkeitsänderungen werden über die Messung kleiner Änderungen der Phase von regelmäßig berechneten Kreuz- und Autokorrelationsfunktionen des seismischen Rauschens berechnet. Ziel des Projektes ist es, die Änderung der seismischen Geschwindigkeit mit den Gezeiten zu untersuchen, um die Sensitivität der Geschwindigkeitsänderungen gegenüber Spannungsänderungen zu bestimmen. Abb. 3. Leistungsspektrum der beobachteten Geschwindigkeitsänderungen an einer seismischen Messstation in Chile (blau) im Vergleich zu simulierten Volumenänderungen durch Gezeiten der festen Erde (orange). Abb. 2. Seismische Messstationen an der Erdoberfläche (rot), in flachen Bohrlöchern (blau) sowie beobachtete Mikroseismizität (gelb) an zwei Geothermiekraftwerken in der Südpfalz. FORSCHUNG — 151

RkJQdWJsaXNoZXIy OTI3Njg=