Speicherüberwachung und Prognose
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Formale Metadaten
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| Serientitel | ||
| Teil | 4 | |
| Anzahl der Teile | 10 | |
| Autor | ||
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| Lizenz | CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Unported: Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, verändern und in unveränderter oder veränderter Form vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen und das Werk bzw. diesen Inhalt auch in veränderter Form nur unter den Bedingungen dieser Lizenz weitergeben | |
| Identifikatoren | 10.2312/GFZ.GSCO2.04 (DOI) | |
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| Produktionsort | Potsdam, Berlin |
Inhaltliche Metadaten
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Computeranimation
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Computeranimation
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Besprechung/Interview
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Besprechung/Interview
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Besprechung/Interview
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Diagramm
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Computeranimation
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Computeranimation
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Besprechung/InterviewDiagramm
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Diagramm
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Computeranimation
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Technische Zeichnung
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Tafelbild
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Besprechung/Interview
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Besprechung/Interview
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Vorlesung/KonferenzBesprechung/InterviewComputeranimation
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Besprechung/InterviewVorlesung/Konferenz
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Besprechung/Interview
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Besprechung/Interview
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ComputeranimationBesprechung/Interview
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Computeranimation
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Computeranimation
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Vorlesung/KonferenzBesprechung/Interview
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Besprechung/Interview
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Computeranimation
Transkript: Deutsch(automatisch erzeugt)
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Die geologische Speicherung von CO2 hat ein klares Ziel, die Menge des vom Menschen erzeugten
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Treibhausgases CO2 zu reduzieren und dem Kohlenstoffkreislauf zu entziehen, um den anthropogenen Anteil des Klimawandels abzuschwächen. Das kann nur sichergestellt werden, wenn ein CO2-Speicher genau überwacht wird. Sicherheit und Schutz von Mensch, Tier und Ökosystem stehen dabei an erster Stelle.
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Gleichzeitig muss Transparenz beim Betrieb eines Speichers der Öffentlichkeit die Möglichkeit zur umfassenden Information bieten. Schon heute steht eine große Anzahl an Überwachungsmethoden für CO2-Speicher zur Verfügung. Viele von ihnen sind Standardmethoden der Öl- und Gasindustrie,
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die für die Besonderheiten der CO2-Speicherung angepasst wurden. Zugleich entwickelt die Forschung neue Methoden. Die Überwachung umfasst verschiedene Bereiche eines Speichers. Untersucht werden zum Beispiel die Injektions- oder Beobachtungsbohrungen, die Erdoberfläche oberhalb eines Speichers oder die Speicher- und Barrieregesteine in der Tiefe.
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Unterschieden werden dabei direkte von indirekten Überwachungsmethoden. Die Auswirkungen von CO2 auf das Gestein und auf Flüssigkeiten werden durch direkte Messungen bestimmt, beispielsweise durch Gas- und Flüssigkeitsprobennahmen aus den
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Wir messen den Gasgehalt, geochemische und physikalische Parameter im Grundwasser direkt oberhalb der Barrieregesteine, um Likagen frühzeitig erkennen zu können. Hier und an 30 weiteren Stellen führen wir Bodengas-Messungen durch, um potenzielle
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Likagewege zu überwachen. Diese Daten müssen zusammen mit Wetterdaten ausgewertet werden, weil auch Mikroorganismen Kohlendioxid erzeugen, und zwar abhängig von der Jahreszeit, von der Bodentemperatur und der Bodenart.
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Die Ausbreitung des CO2 in Gestein wird durch indirekte Methoden erfasst. In erster Linie sind es geophysikalische Verfahren wie die Seismik oder geo-elektrische Untersuchungen. Beide Methoden sind geeignet, den Untergrund großräumig dreidimensional zu durchleuchten. Denn wenn die Poren der Speichergesteine mit CO2
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anstatt natürlicherweise mit Salzwasser gefüllt sind, ändern sich physikalische Eigenschaften wie der elektrische Widerstand oder die elastischen Parameter des Gesteins.
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Besonders die seismische Methode hat sich als Verfahren etabliert und wird bei CO2-Speicherprojekten weltweit angewendet. Auch am Pilotstandort Kitzin, wo das deutsche Geoforschungszentrum seit Jahren CO2 zu Forschungszwecken in den Untergrund bringt, ist das Ergebnis der seismischen Überwachung sehr gut. Wir haben vor Beginn der Injektion eine
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Messkampagne durchgeführt und dann nach ungefähr einem Jahr Injektion eine zweite und können über einen Vergleich der Ergebnisse dieser beiden Messkampagnen die genaue Ausdehnung des CO2s im Untergrund beschreiben. Das CO2 hat nach gut einem Jahr Injektion eine Ausdehnung von
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etwa 200 Metern um die Injektionsbohrung herum. Neben der Seismik wird die elektrische Widerstandstomographie zunehmend eingesetzt. Sie befindet sich für die Überwachung von CO2-Speichern aber noch in der Entwicklungsphase. Am Pilotstandort Kitzin sind die Injektionsbohrung
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und die Beobachtungsbohrungen mit Elektroden ausgestattet. Mit ihnen lässt sich die Verteilung des spezifischen elektrischen Widerstandes zwischen den Bohrungen messen. So wird die CO2-Ausbreitung zwischen den Bohrungen, die bis zu 110 Meter voneinander entfernt sind, abgebildet. Um auch CO2-Ausbreitung in einem größeren Beobachtungsraum um die
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Bohrungen herum zu beobachten, werden zusätzliche Elektroden an der Erdoberfläche eingesetzt in einer Art Dipol-Aufstellungen, die uns diesen erweiterten Beobachtungsraum ermöglichen. Bei allen indirekten und direkten Methoden müssen vor Beginn
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des Speicherbetriebes Referenzmessungen, sogenannte Nullmessungen, durchgeführt werden, um sie mit späteren Wiederholungsmessungen vergleichen und Unterschiede zum Ausgangszustand am Standort detektieren zu können. Die unterschiedlichen räumlichen und auch zeitlichen Skalen, die bei der CO2-Speicherung
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eine Rolle spielen, erfordern auch die Kombination von unterschiedlichen Überwachungsmethoden. Diese sollten ebenfalls unterschiedliche räumliche und auch zeitliche Auflösungsvermögen und Sensitivitäten besitzen. Für jeden CO2-Speicherstandort muss individuell festgelegt werden, wie ein solches Überwachungskonzept aussieht. Darauf basierend kann dann eine
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Risikoanalyse erfolgen und auch eine Beurteilung der Langzeitsicherheit eines solchen CO2-Speichers. Mit dieser Art und der Kombination verschiedener Methoden kann die Ausbreitung des CO2 im Untergrund verfolgt werden. Insbesondere können wir so überwachen, ob es zu unerwünschten Austritten von CO2 aus dem Speicherkomplex kommt.
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Ergänzend und gleichzeitig mit der Speicherüberwachung wird die numerische Reservoirsimulation als eine zentrale Methode zur Beurteilung und Vorhersage der Sicherheit einer Speicherlokalität sowie der langfristigen Ausbreitung des initiierten CO2 durchgeführt. Im Vorfeld der CO2-Speicherung sind numerische Computersimulationen die einzige Möglichkeit
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sicherheitsrelevante Aspekte der CO2-Speicherlokalität zu untersuchen. Während der CO2-Speicherung und auch im Nachgang der CO2-Speicherung dienen uns gewonnenen Überwachungsdaten zur Überprüfung und gegebenenfalls zur Anpassung der numerischen Computersimulation. Solche Modelle ermöglichen es die Ausbreitung
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des gespeicherten CO2 während, aber auch lange Zeit nach dem Ende der Injektion vorherzusagen. Zukünftig sollen Messnetze verschiedener Überwachungsmethoden zu Frühwarnsystemen ausgebaut und kombiniert werden, um Unregelmäßigkeiten frühestmöglich zu erkennen. Auch an solchen Systemen arbeitet man schon am deutschen Geoforschungszentrum.