Handbuch Tiefe Geothermie: Prospektion, Exploration, Realisierung, Nutzung
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| Format: | Book |
|---|---|
| Language: | German |
| Published: |
Berlin [u.a.]
Springer Spektrum
2014
|
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| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XXXII, 854 S. Ill., graph. Darst., Kt. 25 cm |
| ISBN: | 3642545106 9783642545108 |
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INLHIALLTSVEIRZEIICLHIINIOS
1 THERMISCHES REGIME DER ERDE 1
INGRID STOBER
1.1 AUFBAU DER ERDE 2
1.2 ENERGIEDARGEBOT DER ERDE 5
1.3 WAERMETRANSPORT UND THERMISCHE PARAMETER 9
1.4 KURZER ABRISS VON METHODEN ZUR BESTIMMUNG THERMISCHER PARAMETER 13
1.5 TEMPERATURMESSUNGEN 13
LITERATUR * 16
2 GEOLOGISCHE UND GEOPHYSIKALISCHE UNTERSUCHUNGEN 19
KORD ERNSTSON
2.1 EINFUEHRUNG 20
2.2 GEOTHERMISCHE ENERGIE ALS LAGERSTAETTE 22
2.3 GEOLOGIE UND GEOPHYSIK IN DER PROJEKTSTUDIE:
STICHHALTIGKEIT UND UEBERPRUEFUNG 26
2.4 GEOLOGISCHE BEFUNDE UND MODELLE 26
2.5 DIE FUER DIE GEOTHERMIE WICHTIGEN GEOPHYSIKALISCHEN VERFAHREN 32
2.6 PETROPHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DER GEOLOGIE UND GEOPHYSIK
IN DER GEOTHERMIE 36
2.7 EXISTIERENDE GEOPHYSIKALISCHE DATEN 42
2.7.1 GRAVIMETRIE UND GEOMAGNETIK 42
2.7.2 REFLEXIONSSEISMIK 44
2.7.3 REFRAKTIONSSEISMIK 45
2.7.4 TIEFENGEOELEKTRIK 46
2.7.5 GEOTHERMISCHE UNTERSUCHUNGEN 47
2.8 NEUE MESSUNGEN DER GEOPHYSIK IN DER VORERKUNDUNG 48
2.8.1 2D- UND 3D-REFLEXIONS-SEISMIK 48
2.8.2 REFRAKTIONSSEISMIK 50
2.8.3 GRAVIMETRIE 52
2.8.4 GEOMAGNETIK 60
2.8.5 VERFAHREN DER GEOELEKTRIK 64
XIX
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XX
INHALTSVERZEICHNIS
2.8.6 EIGENPOTENTIALMETHODE UND MISE-AE-LA-MASSE-METHODE 69
2.9 SEISMIZITAET UND GEOLOGISCH-GEOPHYSIKALISCHE UNTERSUCHUNGEN 71
2.10 BOHRUNGSBEGLEITENDE GEOPHYSIK 71
2.11 SCHLUSSBEMERKUNGEN 73
LITERATUR 75
3 REFLEXIONSSEISMISCHE EXPLORATION 81
SILKE BISSMANN UND RENE KAHNT
3.1 METHODIK DER SEISMISCHEN MESSUNG 82
3.2 ERKUNDUNGSZIELE 83
3.2.1 PROJEKTSPEZIFISCHE ERKUNDUNGSZIELE 84
3.3 PLANUNG EINER OBERFLAECHENSEISMIK 85
3.3.1 SURVEY DESIGN 85
3.3.2 ANPASSUNG DER PLANUNG AN DIE REALBEDINGUNGEN 86
3.3.3 PLANUNG DER ZEITACHSE 86
3.3.4 OEFFENTLICHKEITSARBEIT 86
3.4 DURCHFUEHRUNG DER MESSUNGEN 87
3.4.1 PERMIT 87
3.4.2 VERMESSUNG 88
3.4.3 2D/3D REFLEXIONSSEISMIK 89
3.4.4 BOHRLOCHSEISMIK (VSP, WSP, ETC.) 93
3.5 PROCESSING (DATENBEARBEITUNG) 93
3.5.1 ARBEITSSCHRITTE 94
3.5.2 WERKZEUGE 100
3.6 INTERPRETATION UND MODELLIERUNG 101
3.6.1 ZUORDNUNG WICHTIGER GEOLOGISCHEN GRENZEN ZU SEISMISCHEN
REFLEKTOREN (EINHAENGUNG VON BOHRUNGSERGEBNISSEN) 102
3.6.2 ZEIT-TIEFEN WANDLUNG 107
3.6.3 ERZEUGUNG EINES 3D UNTERGRUNDMODELLS (3D ZELLEN-BLOCK
MODELL) 108
3.7 FESTLEGUNG DER BOHRTARGETS UND DER BOHRPFADE 109
3.7.1 ZIELSTRUKTUREN 109
3.7.2 FESTLEGUNG DER BOHRPFADE 111
3.8 GEOHYDRAULISCHE UND GEOTHERMISCHE SIMULATION 112
3.8.1 ZIELSTELLUNGEN DER RESERVOIRSIMULATION
IN ABHAENGIGKEIT VON DER PROJEKTPHASE 112
3.8.2 VERFUEGBARE SIMULATOREN 112
3.8.3 MODELLGEBIET SOWIE RAND-UND ANFANGSBEDINGUNGEN 115
3.8.4 PARAMETERBELEGUNG UND SENSITIVITAETSANALYSE 117
3.8.5 MODELLKALIBRIERUNG 118
3.8.6 PROGNOSE UND WAERMEBERGBAUGUTACHTEN 120
LITERATUR 122
INHALTSVERZEICHNIS
XXI
4 MATHEMATISCHE METHODEN 125
WILLI FREEDEN UND HELGA NUTZ
4.1 EINLEITUNG 126
4.2 POTENTIALVERFAHREN 131
4.2.1 KLASSISCHES GRAVIMETRIEPROBLEM 131
4.2.2 MULTISKALEN FORMULIERUNG DES GRAVIMETRIEPROBLEMS 133
4.2.3 SKALENDISKRETE WAVELETMODELLIERUNG DES GRAVIMETRIEPROBLEMS 136
4.2.4 SPLINE-METHODIK ZUR DATENVERVOLLSTAENDIGUNG
GRAVITATIVER DATENINFORMATION 141
4.2.5 GRAVITATIONSSIGNATUREN VON HOTSPOTS/MANTELPLUMES 144
4.2.6 GRAVITO-MAGNETO KOMBINIERTE INVERSION 152
4.3 SEISMISCHE ERKUNDUNG 153
4.3.1 SEISMISCHE AUFZEICHNUNG UND DATENGEWINNUNG 153
4.3.2 MATHEMATISCHE GRUNDLAGEN DER AKUSTISCHEN WELLENMODELLIE
RUNG 156
4.3.3 SKALENDISKRETE WAVELETMODELLIERUNG VON WELLENFELDPOTENTIA-
LEN UND GESCHWINDIGKEITSSTOERUNGEN 163
4.4 TRANSPORTVORGAENGE 174
4.4.1 GRUNDLEGENDER PHYSIKALISCHER HINTERGRUND 174
4.4.2 RESERVOIR-UND STROEMUNGSMODELLE 179
4.4.3 HYDROTHERMALE RESERVOIRE 180
4.4.4 PETROTHERMALE RESERVOIRE 182
4.4.5 KONTINUUMSMODELLE 183
4.4.6 DISKRETE MODELLE 187
4.4.7 WAERMETRANSPORT IM POROESEN MEDIUM 190
4.4.8 WAERMETRANSPORT IM GEKLUEFTETEN MEDIUM 191
4.5 SPANNUNGSFELD/POROELASTIZITAET 195
4.6 GEOMATHEMATIK - IHRE ROLLE UND IHRE AUFGABEN IN DER TIEFEN
GEOTHERMIE 204
LITERATUR 210
5 HYDROTHERMALE NUTZUNG 223
JOHANN GOLDBRUNNER
5.1 EINLEITUNG 224
5.2 REGIONALE BEISPIELE 226
5.2.1 SUEDDEUTSCHES UND OBEROESTERREICHISCHES MOLASSEBECKEN . 226
5.2.2 BEISPIEL FUER EINE NUTZUNGSANLAGE: GEOTHERMISCHE DUBLETTE
SIMBACH-BRAUNAU 236
5.3 BEDEUTUNG DER KASKADENNUTZUNG 239
LITERATUR 243
XXII
INHALTSVERZEICHNIS
6 PETROTHERMALE NUTZUNG UND STIMULATIONSOPTIONEN 245
ROLF BRACKE
6.1 GEOLOGISCHE CHARAKTERISIERUNG 246
6.2 ENTWICKLUNG DER PETROTHERMALEN NUTZUNGEN 248
6.3 STIMULATIONSOPTIONEN 251
6.3.1 SOULTZ-SOUS-FORETS 252
6.3.2 GROSS SCHOENEBECK 253
6.3.3 LANDAU/OBERRHEINGRABEN 254
6.3.4 GENESYS-BOHRUNGEN IN HORSTBERG UND IN HANNOVER 256
6.4 CHARAKTERISIERUNG DER ZUR STIMULATION VERWENDETEN EINSATZSTOFFE . .
. 257
6.4.1 HYDRAULISCHE STIMULATION 257
6.4.2 CHEMISCHE STIMULATION 257
6.4.3 STIMULATION DURCH STUETZMITTELFRACS 264
6.5 GESELLSCHAFTLICHE UND POLITISCHE HERAUSFORDERUNGEN 265
6.5.1 SCHUTZ DES GENUTZTEN GRUNDWASSERS BEI EINGRIFFEN
IN DIE GEOSPHAERE 267
6.5.2 PETROTHERMALE NUTZUNGEN FUER DIE ENERGIEWENDE
AUF DEM WAERMEMARKT 267
6.5.3 ABGRENZUNG ZUM FRACKING FUER DIE GEWINNUNG
UNKONVENTIONELLER KOHLENWASSERSTOFFE 268
6.5.4 PILOTPROJEKTE ZUR WEITEREN TECHNOLOGIEENTWICKLUNG 270
6.5.5 KOMMUNIKATION UND INFORMATION UEBER RISIKEN UND CHANCEN 271
LITERATUR 272
7 RISIKOMANAGEMENT 275
HANS JACOBI UND THOMAS NEU
7.1 EINFUEHRUNG 276
7.2 RISIKOMANAGEMENT: DEFINITION UND METHODEN 276
7.3 IDENTIFIKATION POTENZIELLER RISIKEN IN DER TIEFEN GEOTHERMIE 278
7.4 ' BEWERTUNG DER RISIKEN 280
7.5 MASSNAHMEN ZUR VERRINGERUNG DER RISIKO-EINTRITTSWAHRSCHEINLICKEIT
UND DER SCHADENSMINIMIERUNG 282
7.6 SCHLUSSBETRACHTUNG 287
7.7 ANLAGEN 287
LITERATUR 300
8 BOHRTECHNIK FUER TIEFBOHRUNG 303
CATALIN TEODORIU UND GIOIA FALCONE
8.1 DIE TIEFBOHRUNG UND IHRE DEFINITION 306
8.2 DIE BOHRPLANUNG 307
8.3 DER BOHRPROZESS 309
8.4 MECHANISMEN DER GESTEINSZERSTOERUNG 310
INHALTSVERZEICHNIS XXIII
8.5 DIE BOHRANLAGE 311
8.6 HEBEN UND SENKEN DES SYSTEMS (ANDRUCK AN MEISSEL) 311
8.6.1 MAST ODER TUERM 311
8.6.2 GRUNDGERUEST 311
8.6.3 ARBEITSBUEHNE 314
8.6.4 HEBEWERK 314
8.6.5 FAHRSEILE 314
8.6.6 FLASCHENZUG (KRONEN- UND FLASCHENZUGBLOCK): 314
8.6.7 HAKEN 315
8.7 DAS DREHSYSTEM (ROTIEREN) 315
8.7.1 DREH-ODER SPUELKOPF 315
8.7.2 MITNEHMERSTANGE 316
8.7.3 DREHTISCH 316
8.7.4 DREHTISCHEINSATZ (KELLY BUSHING) 317
8.7.5 ABFANGKEILE 317
8.7.6 TOP DRIVE 317
8.8 SPUELUNGSSYSTEM (ZIRKULATION) 317
8.8.1 TANKS 319
8.8.2 PUMPEN 319
8.8.3 BLOW-OUT-PREVENTER (BOP) SYSTEM 319
8.8.4 DAS ANTRIEBSSYSTEM 320
8.8.5 DIE SPUELUNGSTECHNIK UND SPUELUNGSSYSTEME 320
8.8.6 BEHERRSCHUNG DES BOHRLOCHVERLAUFS: NAVIGATION UND STEUE
RUNG LANGER BOHRSTRAENGE 321
8.8.7 NAVIGATION 323
8.8.8 STEUERN 323
8.8.9 BOHRMEISSEL UND WAHL DES BOHRMEISSELS 324
8.8.10 DER BOHRSTRANG 326
8.8.11 DIE BOHRGESCHWINDIGKEIT (RATE OF PENETRATION - ROP) 326
8.8.12 BOHRLOCHSKONSTRUKTION (VERROHRUNG) 328
8.8.13 BOHRLOCHKOMPLETTIERUNG 332
8.9 FAZIT 333
LITERATUR 335
9 BOHRLOCHGEOPHYSIK 337
OLAF BRENNER UND HANS-JOACHIM RUEBEL
9.1 GEOPHYSIKALISCHE BOHRLOCHMESSUNGEN 338
9.1.1 EINLEITUNG - BEGRIFFSBESTIMMUNGEN 338
9.1.2 WAS SIND BOHRLOCHMESSUNGEN? 338
9.1.3 WARUM BOHRLOCHMESSUNGEN IN DER TIEFEN GEOTHERMIE? . 339
9.1.4 WELCHE BOHRLOCHMESSUNGEN SIND ERFORDERLICH? 341
9.1.5 SPEZIELLE MESSUNGEN 341
XXIV
INHALTSVERZEICHNIS
9.1.6 MESSPRINZIPIEN 342
9.1.7 OPTIONALE MESSUNGEN 354
9.1.8 MESSUNGEN, DIE ZUSAETZLICH INFORMATIONEN LIEFERN FUER STOERUN
GEN, LITHOLOGIE, POROSITAET, HYDROLOGIE 354
9.1.9 ANWENDUNGSBEISPIELE 354
9.2 VERTICAL SEISMIC PROFILING (VSP-MESSUNGEN) 356
9.2.1 WAS IST VSP? 356
9.2.2 MESSGERAETE 358
9.2.3 KOMBINATION DES VERTICAL-SEISMIC-PROFILINGS
MIT DER REFLEXIONSSEISMIK 361
9.2.4 KOMBINATION DER ERGEBNISSE DES VSP-VERFAHRENS
UNTER VERWENDUNG DER ERGEBNISSE AUS DER BOHRLOCHGEOPHYSIK 363
LITERATUR 363
10 MODERNES PROJEKTMANAGEMENT 365
PETER BOETTCHER
10.1 EINFUEHRUNG 366
10.1.1 WAS IST PROJEKTMANAGEMENT? 366
10.1.2 WER BENOETIGT PROJEKTMANAGEMENT? 366
10.1.3 PROJEKTMANAGEMENT FUER DEN AUFTRAGGEBER 367
10.2 STRUKTUR DES PROJEKTMANAGEMENTS 368
10.2.1 DIE BAU-BETEILIGTEN 368
10.2.2 DER PROJEKTABLAUF 369
10.2.3 AUFGABEN UND LEISTUNGEN 369
10.3 MANAGEMENT VON PROJEKTEN 375
10.3.1 VERANTWORTUNG 376
10.3.2 ORGANISATION 376
10.3.3 VERGABE UND UEBERWACHUNG VON LEISTUNGEN 376
10.3.4 KOMMUNIKATION 377
LITERATUR 377
11 UMWELTASPEKTE 379
JOCHEN KUBINIOK
11.1 RECHTLICHE SITUATION 381
11.2 VORUNTERSUCHUNGEN/VOERERKUNDUNG UND PROSPEKTION 381
11.3 EINRICHTUNG EINER GEOTHERMIEANLAGE 382
11.3.1 TIEFBOHRUNG 382
11.3.2 HYDRAULISCHE STIMULATION (FRACKING) 384
11.3.3 EINSATZ UND ENTSORGUNG VON AUFGEHEIZTEM WASSER
BEI PROBEVERSUCHEN 388
11.3.4 EINRICHTUNG DER STROMGEWINNUNGSANLAGE 388
11.3.5 EINRICHTUNG VON FERNWAERMETRASSE 389
INHALTSVERZEICHNIS
XXV
11.3.6 EINRICHTUNG VON STROMLEITUNGSTRASSEN 389
11.4 BETRIEB DER GEOTHERMIEANLAGE 389
11.4.1 STROMGEWINNUNGSANLAGE 389
11.4.2 NORMALBETRIEB BOHRUNG 391
11.4.3 STOERFALL IM KRAFTWERKSBETRIEB 391
11.5 RUECKBAU DER ANLAGE 392
11.6 FAZIT 392
LITERATUR 394
12 SEISMIZITAET 397
RALF FRITSCHEN UND HORST RUETER
12.1 EINFUEHRUNG 398
12.2 NATUERLICHE SEISMIZITAET 400
12.2.1
LOKALMAGNITUDE NACH RICHTER (
ML) 402
12.2.2 GUTENBERG-RICHTER-BEZIEHUNG 404
12.2.3 BEDEUTUNG DER NATUERLICHEN SEISMIZITAET BEI DER BETRACHTUNG
INDUZIERTER SEISMIZITAET 405
12.3 EMISSION ODER IMMISSION 406
12.3.1 INTENSITAET 407
12.3.2 SCHWINGGESCHWINDIGKEIT (PGV) 407
12.4 INDUZIERTE SEISMIZITAET 409
12.4.1 FLUIDINDUZIERTE EREIGNISSE 412
12.4.2 DAS SPANNUNGSFELD 412
12.4.3 DISKRIMINIERUNG ZWISCHEN NATUERLICHEN UND INDUZIEREN
EREIGNISSEN 415
12.4.4 GEFAEHRDUNGSANALYSEN 415
12.5 DER KONTROLLIERTE BETRIEB 419
12.5.1 GUTACHTERLICHE BEGLEITUNG 420
12.5.2 SEISMISCHE UEBERWACHUNG 421
12.5.3 REAKTIONSSCHEMATA 422
12.5.4 HOCHFAHREN DER ANLAGE 424
12.5.5 EINFLUSSGROESSEN AUF DIE BEHERRSCHBARKEIT (STELLSCHRAUBEN) . 425
LITERATUR 426
13 EXPLORATIONSSTRATEGIE TIEFER GEOTHERMISCHER RESSOURCEN AM BEISPIEL
DES
SUEDDEUTSCHEN OBERJURAS (MALM) 429
ULRICH STEINER, ALEXANDRAS SAVVATIS, FRANZ BOEHM UND ACHIM SCHUBERT
13.1 EINLEITUNG 431
13.2 ZUR GEOLOGIE IM UNTERSUCHUNGSGEBIET 432
13.3 STAND DES GEOTHERMISCHEN WISSENS 433
13.4 DATENGRUNDLAGE UND METHODISCHER ANSATZ
DER INTEGRIERTEN RESERVOIRANALYSE 435
XXVI
INHALTSVERZEICHNIS
13.5 ERGEBNISSE IM UEBERBLICK 439
13.5.1 LITHOFAZIES 439
13.5.2 STRUKTURGEOLOGIE 446
13.5.3 HYDRAULIK 450
13.6 ANGEPASSTE EXPLORATIONSSTRATEGIE 453
13.7 AUSBLICK 457
13.8 DANKSAGUNG 457
LITERATUR 457
14 EXPLORATIONSSTRATEGIE TIEFER GEOTHERMISCHER RESSOURCEN
AM BEISPIEL DES NORDDEUTSCHEN BECKENS 463
MARKUS WOLFGRAMM, MATTHIAS FRANZ UND THORSTEN AGEMAR
14.1 EINLEITUNG 465
14.1.1 NUTZUNGSFORMEN 465
14.1.2 EXPLORATIONSGEGENSTAND UND MINDESTANFORDERUNG
AN RELEVANTE PARAMETER 466
14.2 REGIONALE GEOLOGIE DES NORDDEUTSCHEN BECKENS 468
14.2.1 DER TIEFERE UNTERGRUND 468
14.2.2 DAS NORDDEUTSCHE BECKEN (NDB) 469
14.3 GEOTHERMISCHE AQUIFERE IM NDB 471
14.4 GEOLOGISCH-HYDROGEOLOGISCHES MODELL, NUMERISCHE SIMULATION 474
14.5 ERKUNDUNG MITTELS REGIONALGEOLOGISCHER DATEN UND KARTEN 474
14.5.1 VERBREITUNG DER POTENTIELLEN AQUIFERE 475
14.5.2 PROGNOSE DER MAECHTIGKEIT UND DURCHLAESSIGKEIT VON SANDSTEINEN 476
14.5.3 TEMPERATURPROGNOSE 477
14.5.4 PROGNOSE WASSERCHEMISCHER DATEN 481
14.6 ERKUNDUNG MITTELS DATEN VON ALTBOHRUNGEN 483
14.6.1 SEDIMENTOLOGIE UND FAZIES 485
14.6.2 PETROGRAPHIE UND DIAGENESE DER SANDSTEINE 490
14.6.3 STRESSFELD, SPANNUNGEN UND GESTEINSPHYSIKALISCHE EIGENSCHAF
TEN 493
14.7 GEOPHYSIKALISCHE ERKUNDUNG 495
14.8 RISIKOABSCHAETZUNG 497
14.9 ERKUNDUNGSBOHRUNG 498
14.10 KOMPLETTIERUNG UND PROBEBETRIEB 499
14.11 DISKUSSION ZUM STAND DER EXPLORATION IM NDB 501
LITERATUR 501
15 GENEHMIGUNGSVERFAHREN VON GEOTHERMIEKRAFTWERKEN 507
ANDREAS TSCHAUDER, HOLSTEN HUEBNER UND EDNA AUER
15.1 AUFSUCHUNG 508
15.1.1 KONZESSIONSARTEN 509
INHALTSVERZEICHNIS
XXVII
15.1.2 BERECHTSAMSBUCH UND -KARTE 510
15.1.3 ANTRAGSUNTERLAGEN FUER DIE ERLAUBNIS 511
15.1.4 KONKURRENZANTRAEGE 511
15.1.5 SCHUTZ DES ERLAUBNISINHABERS 512
15.2 BETRIEBSPLANPFLICHT 512
15.3 BETRIEBSPLANARTEN 514
15.3.1 RAHMENBETRIEBSPLAN 514
15.3.2 HAUPTBETRIEBSPLAN 515
15.3.3 SONDERBETRIEBSPLAN 516
15.3.4 ABSCHLUSSBETRIEBSPLAN 516
15.3.5 GEMEINSCHAFTLICHER BETRIEBSPLAN 516
15.4 BETRIEBSPLAN FUER DIE AUFSUCHUNG 517
15.5 FESTLEGUNG DER BOHRSTANDORTE 518
15.5.1 BAURECHTLICHE VORAUSSETZUNGEN 518
15.5.2 BETEILIGUNG DER OEFFENTLICHKEIT 519
15.5.3 BAUVORANFRAGE 520
15.6 PRIVATRECHTLICHE NUTZUNGSVEREINBARUNG 520
15.7 SONDERBETRIEBSPLAENE FUER DIE AUFSUCHUNGSBOHRUNG 521
15.8 GEWINNUNG 522
15.8.1 BEWILLIGUNG 523
15.8.2 PRIVATRECHTLICHE NUTZUNG DES OBERFLAECHENGRUNDSTUECKES . 523
15.8.3 BETRIEBSPLANVERFAHREN GEWINNUNG 523
15.8.4 BEWEISSICHERUNG UND REGULIERUNG VON BERGSCHAEDEN 525
15.8.5 BAURECHTLICHE GENEHMIGUNG 525
16 FINANZIERUNG 527
HANNS-JOACHIM GARMS
16.1 EINLEITUNG 528
16.2 RAHMENBEDINGUNGEN 528
16.3 FINANZIERUNGSINSTRUMENTE 531
16.4 CHARAKTERISTIK VON TIEFENGEOTHERMIEPROJEKTEN 532
16.5 ANFORDERUNG AN DIE PROJEKTENTWICKLUNG 537
16.6 GRUNDLAGEN FUER DIE STRUKTURIERUNG EINER FINANZIERUNG 538
16.7 SCHLUSSBEMERKUNG 541
17 FOERDERMOEGLICHKEITEN 543
SONJA STOCKHAUSEN UND JESSICA GRUENITZ
17.1 EINLEITUNG 544
17.2 FOERDERSTRUKTUREN 545
17.3 ANTRAGSVERFAHREN 547
17.4 RAHMENBEDINGUNGEN DER INNOVATIONSFOERDERUNG 549
17.5 ENTWICKLUNG UND POTENZIALE DER F & E-GEOTHERMIEFOERDERUNG 553
XXVIII
INHALTSVERZEICHNIS
17.6 SCHLUSSBEMERKUNG 557
LITERATUR 558
18 TIEFENGRUNDWASSERCHARAKTERISTIK UND HYDROCHEMISCHE UNTERSUCHUNG . . .
559
JOCHEN SCHNEIDER, LENA EGGELING UND ANNALENA HESSHAUS
18.1 EINLEITUNG 560
18.2 DIE BEDEUTUNG DER ANALYTIK WAEHREND DES ANLAGENBAUS 561
18.2.1 VORERKUNDUNG 561
18.2.2 RESERVOIRERSCHLIESSUNG 563
18.2.3 BAU DER OBERTAEGIGEN INSTALLATIONEN 566
18.2.4 BETRIEB DER ANLAGE 567
18.3 CHEMISCHE, PHYSIKALISCHE UND BIOLOGISCHE PARAMETER 568
18.3.1 VOR-ORT-UNTERSUCHUNGEN 570
18.3.2 HYDROCHEMIE 570
18.3.3 ISOTOPENHYDROLOGISCHE UNTERSUCHUNGEN 573
18.3.4 GASPHYSIKALISCHE UNTERSUCHUNGEN 579
18.3.5 PHYSIKALISCHE PARAMETER 580
18.3.6 MIKROBIOLOGISCHE UNTERSUCHUNGEN 580
18.4 ZUSAMMENSETZUNG DER TIEFENGRUNDWAESSER IN DEN GEOTHERMISCHEN
PROVINZEN IN DEUTSCHLAND 581
18.4.1 BAYERISCHES MOLASSEBECKEN 581
18.4.2 OBERRHEINGRABEN 584
18.4.3 NORDDEUTSCHES BECKEN 588
LITERATUR 591
19 SCHAEDIGUNG DER VERROHRUNG UND DER ZEMENTATION
GEOTHERMISCHER BOHRUNGEN UND WERKSTOFFEMPFEHLUNGEN 595
CARSTEN DAVID FICHTER
19.1 EINLEITUNG 596
19.2 AUFBAU DES PRIMAERKREISLAUFS 597
19.3 VERROHRUNGSWERKSTOFFE 598
19.4 ZEMENTATION 601
19.5 SCHAEDIGUNG DER VERROHRUNG UND DER ZEMENTATION 601
19.6 WERKSTOFFWAHL 605
19.7 RESUEMEE 607
LITERATUR 607
20 HYDRAULISCHE UNTERSUCHUNGEN 609
WOLFGANG ALT UND REN6 KAHNT
20.1 EINFUEHRUNG 611
20.2 GRUNDSAETZLICHE BETRACHTUNG UND ZIELSETZUNG
HYDRAULISCHER UNTERSUCHUNGSVERFAHREN 612
INHALTSVERZEICHNIS XXIX
20.3 TESTVERFAHREN 614
20.3.1 PUMPTEST 614
20.3.2 INJEKTIONSTEST 615
20.3.3 PACKERTESTS 616
20.3.4 WD-TESTS 616
20.3.5 FLUID-LOGGING-VERFAHREN 616
20.3.6 SLUG/BAIL-TEST 617
20.3.7 PULSE-TEST 617
20.3.8 DRILL-STEM-TEST 617
20.4 GENEHMIGUNGSRECHTLICHE ASPEKTE 618
20.5 PLANUNG VON TESTARBEITEN 619
20.5.1 FOERDERMENGEN UND DAUER DER FOERDERTESTS 619
20.5.2 ZUSAMMENSETZUNG DES GEFOERDERTEN THERMALWASSERS UND
ABLEITUNG IN DAS OEFFENTLICHE KANALNETZ SOWIE IN DIE VORFLUT . 621
20.5.3 OPTIMIERUNG DES THERMALWASSERMANAGEMENTS,
DER SPEICHERBECKEN UND PROGNOSE DER ZUSAMMENSETZUNG
DES THERMALWASSERS 622
20.6 MONITORING UND UEBERWACHUNG VON TESTARBEITEN 628
20.6.1 ALLGEMEINE ASPEKTE 628
20.6.2 UEBERTAGE-MONITORING 629
20.6.3 IN-BOHRLOCH-BZW. UNTERTAGE-MONITORING 631
20.7 AUSWERTUNG VON TESTARBEITEN 634
20.7.1 GRUNDSAETZLICHE ASPEKTE 634
20.7.2 GRUNDLAGEN ZUR AUSWERTUNG VON PUMP- UND WIEDERANSTEIGS-
TESTS 635
20.7.3 KURZZEIT-PRODUKTIVITAETSINDEX 641
20.7.4 IDENTIFIKATION VON ZUFLUSSZONEN 645
20.8 PROGNOSE VON FOERDERTEMPERATUR UND FOERDERMENGEN 648
20.8.1 PROGNOSE FOERDERTEMPERATUR 648
20.8.2 PROGNOSE FOERDERMENGE 652
20.9 ZUSATZINFORMATIONEN 655
LITERATUR 656
21 FOERDERPUMPEN IN DER GEOTHERMIE 659
AIKE VAN DOUWE, HUBERT HEGELE, PETER IBERL, ULRICH MARTIN, ANDREAS UTZ
UND
THORSTEN WEIMANN
21.1 BETRACHTUNG THERMALWASSERKREISLAUF 661
21.1.1 ANFORDERUNGEN 661
21.1.2 AUSLEGUNGSGRUNDLAGEN 661
21.1.3 BAUTEILE 662
21.2 STATUS QUO PUMPENTECHNIK 665
21.2.1 EINSATZGEBIETE 665
XXX
INHALTSVERZEICHNIS
21.3 TECHNISCHE ANFORDERUNGEN UND LOESUNGEN (PUMPE) 667
21.3.1 GESTAENGEPUMPEN (LINE-SHAFT-PUMPS LSP) 668
21.3.2 TAUSCHKREISELPUMPEN (ELECTRIC-SUBMERSIBLE-PUMPS TKP) . 668
21.4 BETRIEB 669
21.4.1 EIN-UND AUSBAU 669
21.4.2 AN-UND ABFAHREN (TEILLASTBETRIEB) 671
21.5 SCHADENSMECHANISMEN 672
21.5.1 MECHANISCHE PROBLEME 672
21.5.2 THERMISCHE PROBLEME 672
21.5.3 ELEKTRISCHE PROBLEME 673
21.6 KORROSION 673
21.6.1 METALLISCHE WERKSTOFFARTEN 674
21.6.2 KORROSIONSMECHANISMEN 675
21.6.3 KORROSION IN DEN DEUTSCHEN GEOTHERMIEREGIONEN 676
21.6.4 ZUSAMMENFASSUNG KORROSION 680
21.7 AUFGABENSTELLUNG ZUKUNFT 681
21.7.1 FORSCHUNGSPROJEKTE FUER FOERDERPUMPEN IN DER TIEFEN GEOTHER-
MIE 681
21.7.2 LEBENSDAUER 681
21.7.3 STEIGERUNG WIRKUNGSGRAD 681
LITERATUR 683
22 KRAFTWERKSTECHNIK 689
DIETER BRUEGGEMANN UND FLORIAN HEBERLE
22.1 UEBERSICHT GEOTHERMISCHER KRAFTWERKSYSTEME 690
22.2 SYSTEME FUER NIEDERENTHALPIE-LAGERSTAETTEN 692
22.2.1 AUSBAUSTAND IN DEUTSCHLAND 693
22.2.2 ORGANIC RANKINE CYCLE IN DER GEOTHERMISCHEN ANWENDUNG. . 693
22.2.3 KAIINA CYCLE 706
22.3 GESELLSCHAFTLICHE UND POLITISCHE ASPEKTE 710
LITERATUR 711
23 WAERMENUTZUNG 715
STEFAN ROTHOERL
23.1 WAERMENUTZUNG DURCH TIEFE GEOTHERMIE AM BEISPIEL DER ERDWAERME
GRUENWALD GMBH, LANDKREIS MUENCHEN 716
23.2 GEOTHERMIE HAT VIELE VORTEILE 726
23.3 FAZIT 738
24 KOMMUNIKATION UND AKZEPTANZ 739
MARKUS FREY
24.1 EINLEITUNG 740
INHALTSVERZEICHNIS XXXI
24.2 VERHALTEN UND EINSTELLUNG ZU TIEFER GEOTHERMIE 741
24.2.1 ANNAHMEN ZU AKZEPTANZFAKTOREN TIEFER GEOTHERMIE 743
24.2.2 BEDEUTUNG DES WAHRGENOMMENEN NUTZENS 744
24.2.3 RISIKOWAHRNEHMUNG 745
24.2.4 RISIKO-KOMMUNIKATION TIEFE GEOTHERMIE: VERTRAUEN ALS
ERGEBNIS VON POSITIONIERUNG UND TRANSPARENZ 745
24.3 EXKURS: WAHRNEHMUNG VON AENGSTEN IN EINER KRISE 747
24.4 VERTRAUENSVOLLE KOMMUNIKATION VON ANFANG AN 749
24.5 AKZEPTABILITAET ALS VORSTUFE GESELLSCHAFTLICHER AKZEPTANZ? 751
24.5.1 AKTIVE BUERGERBETEILIGUNG 752
24.5.2 REGIONALE WERTSCHOEPFUNG ALS MOEGLICHER BAUSTEIN ZUR VERBES
SERUNG DER AKZEPTANZ TIEFER GEOTHERMIE? 753
24.5.3 POWER-TO-GAS (EE-GAS) 754
24.5.4 PRIVATE BETEILIGUNGSMODELLE 756
24.6 MEDIENARBEIT 2.0: NEUE INSTRUMENTE FUER DIE
OEFFENTLICHKEITSARBEIT. 757
24.7 KOMMUNIKATIONSANLAESSE 760
24.7.1 WEB 2.0: MIT RSS FEEDS INFORMATIONEN ZUR HOLSCHULD MACHEN 761
24.7.2 PODCASTS 762
24.8 WISSENSCHAFTLICHE FORSCHUNG: AKZEPTANZ 762
24.9 ZUSAMMENFASSUNG KOMMUNIKATION IN KUERZE 763
LITERATUR 764
25 ARBEITSSICHERHEIT UND GESUNDHEITSSCHUTZ 767
MATHIAS BAUER
25.1 VORBEMERKUNGEN ZU ARBEITSSICHERHEIT UND GESUNDHEITSSCHUTZ 768
25.2 GRUENDE/ARGUMENTE FUER ARBEITSSICHERHEIT UND GESUNDHEITSSCHUTZ . . .
770
25.3 GRUNDLAGEN DER ARBEITS-UND SICHERHEITSWISSENSCHAFT 771
25.4 ARBEITS- UND GESUNDHEITSSCHUTZRECHT 774
25.5 GEFAEHRDUNGEN UND BELASTUNGEN BEI TIEFER GEOTHERMIE 780
25.6 ARBEITS- UND GESUNDHEITSSCHUTZMANAGEMENTSYSTEM 785
LITERATUR 787
26 GEOTHERMIEBRANCHE DEUTSCHLAND 791
HUBERT HEGELE UND ERWIN KNAPEK
26.1 EINLEITUNG 792
26.2 GRUNDZUEGE DER GEOTHERMIEBRANCHE IN DEUTSCHLAND 793
26.3 EVALUIERUNG DER GEOTHERMIEBRANCHE 793
26.4 ANALYSE DER UNTERNEHMEN 795
26.4.1 UNTERNEHMENSGROESSE UND BESCHAEFTIGTE 795
26.4.2 BRANCHENEINTRITTE UND UNTERNEHMENSVERTEILUNG 797
26.5 WERT DER TIEFEN GEOTHERMIE FUER UNTERNEHMEN 799
26.6 FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 802
XXXII INHALTSVERZEICHNIS
26.7 ZUKUNFTSAUSBLICK 804
26.8 RESUEMEE 809
26.9 PERSPEKTIVEN DER TIEFEN GEOTHERMIE 810
LITERATUR 811
27 GEOTHERMIE WELTWEIT 813
MARIETTA SANDER
27.1 EINLEITUNG 814
27.2 ERNEUERBARE ENERGIEN DATEN UND FAKTEN WELTWEIT 814
27.3 GEOTHERMIE ENTWICKLUNG WELTWEIT 815
27.4 REGIONALE ENTWICKLUNGSTRENDS 818
27.4.1 AFRIKA 818
27.4.2 NORDAMERIKA 820
27.4.3 LATEINAMERIKA 821
27.4.4 ASIEN, OZEANIEN, PAZIFIK 824
27.4.5 EUROPA 826
27.5 TECHNOLOGISCHE ENTWICKLUNGSTRENDS 828
27.6 INTERNATIONAL GEOTHERMAL ASSOCIATION -830
LITERATUR 832
28 AUSBLICK: HERAUSFORDERUNGEN, CHANCEN UND PERSPEKTIVEN 835
MATHIAS BAUER, WILLI FREEDEN, HANS JACOBI UND THOMAS NEU
LITERATUR 841
SACHVERZEICHNIS 843 |
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