„Glückauf“ für das Projekt ProSalz

Neues Verbundprojekt untersucht die sichere Nutzung von Salzlagerstätten als Rohstoff und Energiespeicher im Untergrund

Salzlagerstätten haben in Deutschland eine erhebliche wirtschaftliche Bedeutung. Nicht nur als Rohstoffquelle, sondern auch – was weniger bekannt ist – als Energiespeicher. Aufgrund seiner Undurchlässigkeit eignet sich Salzgestein sehr gut als Speichermedium für verschiedene Flüssigkeiten und Gase. Hierzu werden in Salzlagerstätten künstliche Hohlräume, sogenannte Kavernen geschaffen, in die sich beispielsweise Erdgas, Wasserstoff oder auch Erdöl einlagern lassen, um bei Bedarfsspitzen eine stabile Energieversorgung sicher zu stellen.

Ähnliche Kavernenstrukturen können auch auf natürliche Weise entstehen  und stellen dann  im aktiven Salzbergbau ein Standsicherheitsproblem dar. Diese Strukturen untersucht das Projekt ProSalz, an dem auch das GeoZentrum Nordbayern der FAU beteiligt ist. Es erforscht in einem aktiven Salzbergwerk Wechselwirkungen zwischen Salz, Gas und Wasser im Übergang von Kaverne zum Festgestein.

Trotz der vordergründig hohen Undurchlässigkeit des Salzes birgt der Kontakt von Salz mit Gasen oder Flüssigkeiten die Gefahr, dass umgebende Schichten ungewollt verändert werden. Forschungsbedarf besteht insbesondere bei der Beurteilung von Wechselwirkungen zwischen Salz, Gas und Wasser. Im Rahmen des Fachprogramms „Geoforschung für Nachhaltigkeit (Geo:N)“ soll das Projekt untersuchen, ob und in welchen zeitlichen und räumlichen Dimensionen Bewegungen von Flüssigkeiten und Gasen in Randbereichen künstlicher und natürlicher kavernöser Salzstrukturen auftreten.

Da Speicherkavernen wegen ihrer Konstruktion nicht direkt zugänglich sind, nutzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein aktiv betriebenes Salzbergwerk für ihre Untersuchungen. Entlang verschiedener Messprofile wollen sie die Übergangszone zwischen Salzgestein und entstehenden Hohlräumen mit geochemischen und geophysikalischen Methoden untersuchen. Der Lehrstuhl für Angewandte Geologie am GeoZentrum Nordbayern führt hierbei neue Untersuchungen von stabilen Isotopenzusammensetzungen durch.

Damit können auch kleine Mengen von in Salzlagerstätten vorkommender Flüssigkeiten und Gase in ihrer Zusammensetzung charakterisiert werden, um Fließpfade und entstehende Hohlräume einzugrenzen. Dies kann wiederum zur Früherkennung von Schäden und zur Verbesserung der Standsicherheit beitragen. Vergleichende Experimente sind auch auf verschiedenen Maßstäben im Labor geplant.

Von großvolumigen Versuchen im 400-Liter-Druckbehälter bis hin zu mikroskopischen Analysen wird dabei der Einfluss von Salzmineralogie, Feuchtegehalt, Gaszusammensetzung, Isotopie sowie Temperatur- und Druckgradienten auf die Migration von Gasen und Wasser untersucht. Die Ergebnisse bilden wichtige Grundlagen für numerische Simulationen, die auf größere Systeme übertragbar sein sollen. Ziel ist es, zukünftig die Auswahl und das Monitoring von Speicherkavernen-Standorten zu erleichtern und zur sicheren Vorerkundung von Kalisalzlagerstätten beizutragen.

Das Verbundprojekt wird vom Helmholtz-Zentrum Potsdam geleitet. Weitere Partner sind neben der FAU die K+S Aktiengesellschaft sowie die Firma Untergrundspeicher-Geotechnologie-Systeme (UGS GmbH).

Weitere Informationen:

Prof. Johannes Barth, Ph.D.
Tel.: 09131/85- 22621
johannes.barth@fau.de