TY - THES

T1 - Potentialerhebung zur geothermischen Energiegewinnung auf Basis österreichischer Untertagebauwerke

AU - Auinger, Thomas

N1 - gesperrt bis 12-02-2020

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - Im Zuge des Forschungsprojektes MinTherm wird die technische Machbarkeit eines Tiefengeothermiekraftwerks anhand zweier unterschiedlicher österreichischer Untertagebauwerke untersucht. Mit dieser Arbeit wird auf das Nutzungspotential zur Energiegewinnung an bestehenden untertägigen Infrastrukturanlagen eingegangen. Ziel ist die Erfassung der nötigen Infrastruktur, der erforderlichen Sicherheitsanforderungen sowie die Erfassung der notwendigen Betriebs-, und Prozessparameter für zwei österreichische Untertageanlagen. Grundidee ist die Nutzung einer höherwertigen, mit der Teufe ansteigenden geothermischen Tiefenstufe. Diese untertägigen Energiereservoirs sind durch bestehende Tunnel-, und Stollenzugänge bereits erschlossen und ersetzen somit unnötige Bohrmeter und auch die damit verbundenen Kosten. Konkret werden in dieser Arbeit 2 mögliche Projektstandorte untersucht. Der erste Standort (im Folgenden auch Projektstandort A) liegt im Bereich des untertägigen Abbaus der Magnesitlagerstätte Breitenau in der Steiermark. Standort 2 (im Folgenden Projektstudie B) liegt im Projektgebiet des Gleinalmtunnels nahe St. Michael in der Obersteiermark. Die Gebirgsüberlagerung beträgt bei beiden Projektstandorten etwa eintausend Meter. Diese bereits vorhandenen Zugänge ermöglichen einen Bohrbeginn in einer geothermisch höherwertigen Zone, als dies bei einem Bohrstart an der Oberfläche der Fall wäre. Daraus resultiert ein Entfall der gesamten Bohrarbeiten und Bohrkosten bis zu dieser Teufe. Um einen möglichen Projektstandort aufgrund der geologischen Verhältnisse, geographisch nicht zu sehr einzuschränken wird in dieser Arbeit nur auf petrothermale Systeme eingegangen. Anfangs wird für beide Projekte untersucht, welche allgemeinen technischen Anforderungen für eine Projektumsetzung erforderlich sind. Dabei handelt es sich um die geologisch-, geothermischen Voraussetzungen um ein petrothermales System sinnvoll betreiben zu können. Die geomechanischen Verhältnisse wurden speziell im Bereich der geplanten Kavernenerstellung, in welcher eine Errichtung der Bohranlage angedacht ist, untersucht. Für eine Projektumsetzung ist auch die Logistik ein essentieller Faktor und speziell bei einem Projekt mit laufendem Magnesitabbau (Projektstudie B) eine große Herausforderung. Hier sind vor allem die Faktoren Antransport, Abmessungen, erreichbare Bohrtiefe und nötige Betriebsmittel entscheidend. Es wird auch auf mögliche Folgeerscheinungen hinsichtlich Sicherheit und Umwelt eingegangen. Weiters wurde untersucht welche Vorkehrungen für eine Netzeinspeisung zu treffen sind. Für beide Projektstudien wurden die für eine Projektumsetzung relevanten projektbezogenen Parameter und Eigenschaften ermittelt und ausgewertet. Nach umfangreicher Recherche gibt es bisher bei beiden Projekten wenig aufschlussreiches Erkundungsmaterial für Teufen über zweitausend Meter. Bei beiden Projekten wird in einer Zielteufe von etwa sechs Kilometer kristallines Grundgebirge erwartet. Dieses kristalline Gestein wurde auf die geothermisch relevanten Parameter untersucht. Daraus konnte näherungsweise abgeleitet werden, ob sich der Untergrund als „Wärmetauscher“ für ein Tiefengeothermiekraftwerk eignet, beziehungsweise welche technischen Maßnahmen für eine Projektumsetzung getroffen werden müssen. Am Ende der Arbeit werden die Parameter beider Projektstudien bewertet und die projektbezogenen Chancen und Risiken aufgezeigt. Die Zusammenfassung bildet eine Potenzialbewertung beider Projekte. Als Bewertungskriterien hierfür finden geologische-, geothermische und infrastrukturelle Voraussetzungen Eingang.

AB - Im Zuge des Forschungsprojektes MinTherm wird die technische Machbarkeit eines Tiefengeothermiekraftwerks anhand zweier unterschiedlicher österreichischer Untertagebauwerke untersucht. Mit dieser Arbeit wird auf das Nutzungspotential zur Energiegewinnung an bestehenden untertägigen Infrastrukturanlagen eingegangen. Ziel ist die Erfassung der nötigen Infrastruktur, der erforderlichen Sicherheitsanforderungen sowie die Erfassung der notwendigen Betriebs-, und Prozessparameter für zwei österreichische Untertageanlagen. Grundidee ist die Nutzung einer höherwertigen, mit der Teufe ansteigenden geothermischen Tiefenstufe. Diese untertägigen Energiereservoirs sind durch bestehende Tunnel-, und Stollenzugänge bereits erschlossen und ersetzen somit unnötige Bohrmeter und auch die damit verbundenen Kosten. Konkret werden in dieser Arbeit 2 mögliche Projektstandorte untersucht. Der erste Standort (im Folgenden auch Projektstandort A) liegt im Bereich des untertägigen Abbaus der Magnesitlagerstätte Breitenau in der Steiermark. Standort 2 (im Folgenden Projektstudie B) liegt im Projektgebiet des Gleinalmtunnels nahe St. Michael in der Obersteiermark. Die Gebirgsüberlagerung beträgt bei beiden Projektstandorten etwa eintausend Meter. Diese bereits vorhandenen Zugänge ermöglichen einen Bohrbeginn in einer geothermisch höherwertigen Zone, als dies bei einem Bohrstart an der Oberfläche der Fall wäre. Daraus resultiert ein Entfall der gesamten Bohrarbeiten und Bohrkosten bis zu dieser Teufe. Um einen möglichen Projektstandort aufgrund der geologischen Verhältnisse, geographisch nicht zu sehr einzuschränken wird in dieser Arbeit nur auf petrothermale Systeme eingegangen. Anfangs wird für beide Projekte untersucht, welche allgemeinen technischen Anforderungen für eine Projektumsetzung erforderlich sind. Dabei handelt es sich um die geologisch-, geothermischen Voraussetzungen um ein petrothermales System sinnvoll betreiben zu können. Die geomechanischen Verhältnisse wurden speziell im Bereich der geplanten Kavernenerstellung, in welcher eine Errichtung der Bohranlage angedacht ist, untersucht. Für eine Projektumsetzung ist auch die Logistik ein essentieller Faktor und speziell bei einem Projekt mit laufendem Magnesitabbau (Projektstudie B) eine große Herausforderung. Hier sind vor allem die Faktoren Antransport, Abmessungen, erreichbare Bohrtiefe und nötige Betriebsmittel entscheidend. Es wird auch auf mögliche Folgeerscheinungen hinsichtlich Sicherheit und Umwelt eingegangen. Weiters wurde untersucht welche Vorkehrungen für eine Netzeinspeisung zu treffen sind. Für beide Projektstudien wurden die für eine Projektumsetzung relevanten projektbezogenen Parameter und Eigenschaften ermittelt und ausgewertet. Nach umfangreicher Recherche gibt es bisher bei beiden Projekten wenig aufschlussreiches Erkundungsmaterial für Teufen über zweitausend Meter. Bei beiden Projekten wird in einer Zielteufe von etwa sechs Kilometer kristallines Grundgebirge erwartet. Dieses kristalline Gestein wurde auf die geothermisch relevanten Parameter untersucht. Daraus konnte näherungsweise abgeleitet werden, ob sich der Untergrund als „Wärmetauscher“ für ein Tiefengeothermiekraftwerk eignet, beziehungsweise welche technischen Maßnahmen für eine Projektumsetzung getroffen werden müssen. Am Ende der Arbeit werden die Parameter beider Projektstudien bewertet und die projektbezogenen Chancen und Risiken aufgezeigt. Die Zusammenfassung bildet eine Potenzialbewertung beider Projekte. Als Bewertungskriterien hierfür finden geologische-, geothermische und infrastrukturelle Voraussetzungen Eingang.

KW - geothermal energy

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KW - Breitenau

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M3 - Masterarbeit

ER -