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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Forschung:

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CO2SINK-In-situ R&D Laboratory for Geological Storage of CO2
WP 6.1: Dynamic Flow Modeling
Projektleiter:Dr.-Ing. Holger Class
Stellvertreter:Prof. Dr.-Ing. Rainer Helmig
Wissenschaftliche Mitarbeiter:Dr.-Ing. Andreas Kopp, M.Sc.
Dr.-Ing. Melanie Darcis
Projektdauer:1.4.2004 - 31.3.2009
Finanzierung:6. Rahmenprogramm der EU
Projektpartner:
Kommentar:

Dieses Projekt gehört zum Forschungsschwerpunkt:
Modellierung der Mehrphasen-Mehrkomponenten-Prozesse bei der Sequestrierung von CO2 im Untergrund

Publikationen: Link

Zusammenfassung:

Das Projekt CO2SINK („CO2-Speicherung in einem salinen Aquifer bei Ketzin“) hat das Ziel, das Verständnis der wissenschaftlichen und praktischen Prozesse zu verbessern, die mit der unterirdischen Einlagerung von CO2 zur Senkung des Ausstoßes von Treibhausgasen in die Atmosphäre einhergehen. Das EU-Projekt wird von einem Konsortium von 18 Partnern aus 9 europäischen Staaten durchgeführt, darunter Universitäten, Forschungsinstitute und Partner aus der Industrie. Es ist das erste Forschungsprojekt zur großflächigen on-shore CO2-Speicherung in Europa.

Der Speicherstandort nahe der Stadt Ketzin bei Berlin in Deutschland verfügt über gewerblich genutzte Flächen und eine Infrastruktur, die sich ideal für die Einspeisung von CO2 in ein tief gelegenes salines Aquifer eignen. Der Vorgang der unterirdischen CO2-Speicherung wird nach deutscher Gesetzgebung gemäß der Bergbauverordnung des Landes Brandenburg reguliert. Von März bis September 2007 wurden eine Injektions- und zwei Beobachtungsbohrungen bis zu einer Tiefe von 750 bis 800 m und im Abstand von 50 bis 112 m voneinander abgeteuft. Die Charakterisierung des Reservoirs erfolgte anhand Anschnitt- und Kernanalyse, petrophysikalischen Bohrlochmessungen und 3D-Seismik. Die triassische Stuttgart-Formation besteht aus Silt- und Sandsteinen mit eingebetteten Tonsteinen aus einer fluviatilen Fazies. Die Zielformation in 600 bis 700 m Tiefe ist 80 m mächtig. Darin eingeschaltete Sandrinnen erreichen Mächtigkeiten von bis zu 20 m. Die Temperatur in der Formation beträgt etwa 35°C. Hydraulische Tests ergaben Produktivitäten von 0.04 m3Tag-1kPa-1 bzw. 0.06 m3Tag-1kPa-1. Basierend auf den Mächtigkeiten der durchlässigen Bereiche der Formation errechnen sich daraus Permeabilitäten zwischen 40∙10-15 und 80∙10-15 m2.

Für die erste Injektionsphase auf dem Versuchgelände in Ketzin wird CO2 von einem gewerbebetreibendem Gaslieferanten verwendet. Der Beginn der CO2-Injektion ist für das Frühjahr 2008 angesetzt und soll bis zu zwei Jahre andauern. Eine maximale Menge von bis zu 60.000 t CO2 sollen während dieses Zeitraumes eingespeist werden. Die Gesamtmenge wird während der Einspeisung entsprechend den wissenschaftlichen und standortspezifischen Erfordernissen bestimmt. Die Ausbreitung des CO2 wird mit unterschiedlichen geophysikalischen und geochemischen Methoden überwacht: Die Bohrlöcher sind als „intelligente“ Bohrlöcher mit einer dezentralen Temperatursensorik (DTS) und einem vertikalen elektrischen Widerstandsarray (ERT) hinter der Verrohrung ausgestattet. Ein Gasmembransensor wird für die ständige Analyse der Gase verwendet. Vor und während der Injektion wird eine lochabwärts gerichtete Beprobung von Fluiden für geochemische und mikrobiologische Untersuchungen erfolgen. Die Einspeisung des CO2 wird zeitweise für wiederholte seismische Oberflächen- und Bohrlochmessungen unterbrochen werden. Numerische Modelle und Risikobewertungsstrategien werden anhand der Messergebnisse bewertet werden.

Ende 2008 werden die Ergebnisse von einem halben Jahr Speicherung zur Verfügung stehen. Die geologischen und numerischen Modelle werden nach der Erfassung und Interpretation der Messdaten entsprechend aktualisiert werden.