Vorhabenziel ist die Entwicklung einer technischen Konzeption zur Energiespeicherung mittels Hochdruckspeicherung von superkritischem CO2 in Salzkavernen, wofür überschüssige Windenergie genutzt wird. In einem geschlossenen CO2-Kreislauf zwischen zwei Kavernen mit unterschiedlichen Druck- und Temperaturbedingungen wird mit einer sCO2-Turbine elektrische Energie bei der thermischen Expansion gewonnen. Die dabei in den Salzkavernen mit superkritischen CO2 auftretenden thermo-mechanischen und fluiddynamischen Beanspruchungen werden im Projekt in gekoppelten numerischen Berechnungen untersucht und experimentell in Echtzeit in servohydraulischen Versuchsständen simuliert. Die Energiespeicherung in Salzkavernen mit superkritischen CO2 (ESsCO2) bietet die Möglichkeit einer dezentralen großtechnischen Speicherung elektrischer Energie. Der Bau von innovativen, emissionsfreien Kavernenspeicher-Kraftwerken mit superkritischem CO2 bietet sich im Norden Deutschlands an, wo neben der Windenergie auch das Hauptverbreitungsgebiet von Salzstöcken in Deutschland liegt. Der Vorteil der Kavernenspeicherung von superkritischem CO2 gegenüber der Druckluftspeicherung liegt in der deutlich höheren Energiedichte, woraus sich eine wesentlich kompaktere Bauweise der übertägigen Anlagen ergibt.
Die Wasserstoffspeicherung in Salzkavernen wird im Rahmen der großtechnischen Speicherung von elektrischer Energie eine wesentliche Rolle übernehmen. Bei der Bearbeitung des Forschungsvorhabens InSpEE ist bei der gebirgsmechanischen Untersuchung von Wasserstoffkavernen die Frage aufgekommen, welche Auswirkungen ein Störfall hat, bei dem aus gebirgsmechanischer Sicht eine zu starke Abkühlung des Wasserstoffes bei der Entnahme entsteht. Unumstritten ist, dass es zu Zugspannungen in der Kavernenwand und somit zu einer makroskopischen Rissbildung kommen wird. Diese makroskopischen Risse können sowohl horizontal als auch vertikal verlaufen. Es ist davon auszugehen, dass der Wasserstoff in die Risse eindringt und diese in der nächsten Befüllphase mit der damit verbundenen Druckerhöhung erheblich verlängert. Die Frage ist, in wie weit sich ein solcher thermisch induzierter und durchgetriebener Riss ins Salzgestein ausbreiten kann. Ziel des Vorhabens ist es, die gebirgsmechanischen Konsequenzen eines Störfalls während der Speicherung von Wasserstoff in Salzkavernen in Form makroskopischer Risse mit Hilfe eines zu erstellenden numerischen Simulationsmodells zu untersuchen. Das Forschungsprojekt untergliedert sich in zwei Arbeitspakete, welche von jeweils einem Mitarbeiter bearbeitet werden. Das AP 1 umfasst die numerische Simulation von thermisch induzierten und druckgetriebenen Rissen. Dazu werden zunächst die notwendigen Subroutinen für die numerischen Programmen entwickelt und anhand von in situ Daten validiert. Anschließend wird der Einfluss des Durchmessers und der Dachausbildung einer Wasserstoffkaverne auf die Rissausbreitung untersucht. Das AP 2 befasst sich mit der Herstellungsphase einer Kaverne und untersucht das Temperaturfeld zu Beginn des eigentlichen Speicherbetriebes. Es werden numerische Simulationen durchgeführt, welche als Basis für die Risssimulationen dienen. Außerdem werden die Temperaturberechnungen für die einzelnen Simulationen durchgeführt.
Das Projekt InSpEE (IIIC2 - 40003 - 03ESP323A) schafft Grundlagen für die Potentialabschätzung in den Salzstrukturen Norddeutschlands, schließt aber bisher die weitgehend flach lagernden Salzvorkommen in geeigneter Teufenlage mit geringerer Mächtigkeit (z.B. Nordrhein-Westfalen) aus. Der damit verbundene Ausschluss einer der europaweit größten Speicheranlagen (Epe, NRW) verdeutlicht die Notwendigkeit einer ergänzenden Potentialermittlung und Standortbewertung. Bei der Abschätzung des Speicherpotentials der Doppel- und Mehrfachsalinare (z.B. Schleswig-Holstein) konnte aufgrund geringer Kenntnisse zum inneren Aufbau dieser Strukturen bisher nur der Rotliegend-Anteil berücksichtigt werden. Das Fortsetzungsprojekt besitzt daher das Ziel, die geologische Datenbasis zu erweitern und aufzubereiten, mögliche Kavernenauslegungen zu berechnen und darauf aufbauend eine Potentialabschätzung vorzunehmen und das Informationssystem Salz zu ergänzen. Für die Bearbeitung wird folgender Arbeitsplan vorgesehen: -Detaillierte Recherche zu Erkundungsdaten sowie mineralogisch-geochemische und geomechanische Untersuchungen der Gesteine der Doppel- und Mehrfachsalinare und Darstellung in geologischen 3D-Modellen, -Experimentelle Ermittlung fehlender thermischer Kennwerte für Nicht Zechstein Salinare, -Gebirgsmechanische Nachanalyse von Betriebsdaten bestehender Kavernen in Doppel und Mehrfachsalinaren zur Einschätzung des mechanischen Materialverhaltens, -Anpassung der Kavernenauslegung und der Potentialauswertung des InSpEE-Projektes für Mehrfachsalinare, -Detaillierte Recherche zu Erkundungsdaten sowie mineralogisch-geochemische und geomechanische Untersuchungen der im InSpEE-Projekt nicht berücksichtigten flach lagernden Salinarbereiche in geeigneter Teufenlage, -Anpassung der Kavernenauslegung vor allem hinsichtlich geringerer Mächtigkeit des Salinars, -Weiterentwicklung des Algorithmus zur Potentialabschätzung für flächig ausgebildete flach lagernde Salinarbereiche.
Auf dem Gelände der IVG Caverns GmbH in Etzel in der Gemeinde Friedeburg (Landkreis Wittmund) liefen am 17. November 2013 etwa 40 000 Liter Rohöl aus. Der Schaden ereignete sich oberirdisch auf einem so genannten Sammelplatz der IVG, der über Tiefbohrungen mit mehreren unterirdischen Speicherkavernen verbunden ist. Das Rohöl ist auf den Sammelplatz der Kavernenanlage ausgelaufen. Das Rohöl gelangte über das Entwässerungssystem des Betriebsplatzes in das angrenzende Vorflutersystem und von dort in das Friedeburger Tief. Das Rohöl verteilte sich auf einer Länge von etwa 6 km in den Gewässern.
Das Projekt InSpEE (IIIC2 - 40003 - 03ESP323A) schafft Grundlagen für die Potentialabschätzung in den Salzstrukturen Norddeutschlands, schließt aber bisher die weitgehend flach lagernden Salzvorkommen in geeigneter Teufenlage (z.B. Nordrhein-Westfalen) aus. Der damit verbundene Ausschluss einer der europaweit größten Speicheranlagen (Epe, NRW) verdeutlicht die Notwendigkeit einer ergänzenden Potentialermittlung und Standortbewertung. Bei der Abschätzung des Speicherpotentials der Doppel- und Mehrfachsalinare (z.B. Schleswig-Holstein) konnte aufgrund geringer Kenntnisse zum inneren Aufbau dieser Strukturen bisher nur der Rotliegend-Anteil berücksichtigt werden. Das Fortsetzungsprojekt besitzt daher das Ziel, die geologische Datenbasis zu erweitern und aufzubereiten, mögliche Kavernenauslegungen zu berechnen und darauf aufbauend eine Potentialabschätzung vorzunehmen und das Informationssystem Salz zu ergänzen. Für die Bearbeitung wird folgender Arbeitsplan vorgesehen: - Detaillierte Recherche zu Erkundungsdaten sowie mineralogisch-geochemische und geomechanische Untersuchungen der Gesteine der Doppel- und Mehrfachsalinare und Darstellung in geologischen 3D-Modellen, - Experimentelle Ermittlung fehlender thermischer Kennwerte für Nicht-Zechstein-Salinare, - Gebirgsmechanische Nachanalyse von Betriebsdaten bestehender Kavernen in Doppel- und Mehrfachsalinaren zur Einschätzung des mechanischen Materialverhaltens, - Anpassung der Kavernenauslegung und der Potentialauswertung des InSpEE-Projektes für Mehrfachsalinare, - Detaillierte Recherche zu Erkundungsdaten sowie mineralogisch-geochemische und geomechanische Untersuchungen der im InSpEE-Projekt nicht berücksichtigten flach lagernden Salinarbereiche in geeigneter Teufenlage, - Anpassung der Kavernenauslegung vor allem hinsichtlich geringerer Mächtigkeit des Salinars, - Weiterentwicklung des Algorithmus zur Potentialabschätzung für flächig ausgebildete flach lagernde Salinarbereiche.
Das Projekt InSpEE (IIIC2 - 40003 - 03ESP323A) schafft Grundlagen für die Potentialabschätzung in den Salzstrukturen Norddeutschlands, schließt aber bisher die weitgehend flach lagernden Salzvorkommen in geeigneter Teufenlage mit geringerer Mächtigkeit (z.B. Nordrhein-Westfalen) aus. Der damit verbundene Ausschluss einer der europaweit größten Speicheranlagen (Epe, NRW) verdeutlicht die Notwendigkeit einer ergänzenden Potentialermittlung und Standortbewertung. Bei der Abschätzung des Speicherpotentials der Doppel- und Mehrfachsalinare (z.B. Schleswig-Holstein) konnte aufgrund geringer Kenntnisse zum inneren Aufbau dieser Strukturen bisher nur der Rotliegend-Anteil berücksichtigt werden. Das Fortsetzungsprojekt besitzt daher das Ziel, die geologische Datenbasis zu erweitern und aufzubereiten, mögliche Kavernenauslegungen zu berechnen und darauf aufbauend eine Potentialabschätzung vorzunehmen und das Informationssystem Salz zu ergänzen. Themenschwerpunkte der Bearbeitung des Verbundpartners KBB UT sind: - Anpassung der Kavernenauslegung und der Potentialauswertung des InSpEE-Projektes für Mehrfachsalinare, - Anpassung der Kavernenauslegung für die im InSpEE-Projekt nicht berücksichtigten flach lagernden Salinarbereiche in geeigneter Teufenlage vor allem hinsichtlich geringerer Mächtigkeit des Salinars, - Weiterentwicklung des Algorithmus zur Potentialabschätzung für flächig ausgebildete Salinarbereiche, - Durchführung der Potentialabschätzung für die Speicherung von Druckluft und Wasserstoff in Salzkavernen für flächig ausgebildete Salinarbereiche, - Projektkoordination. Die im Projekt zusammengestellten Informationen und neuen Untersuchungsergebnisse zur Verteilung und zu den Eigenschaften flach lagernder Salzschichten sowie zum Internbau und zur Zusammensetzung der Doppel-/Mehrfach-Salinare und zur Auslegung der Speicherkavernen werden nach Projektende veröffentlicht und sollen Behörden, der Politik und den Unternehmen eine fundierte Planungsgrundlage für die Auswahl von Salzvorkommen zur Errichtung von Kavernen für die Speicherung von Druckluft, Wasserstoff oder auch (grünem) Methan liefern. Damit wird für zukünftige Projekte auch in Süddeutschland gemäß den Erfordernissen der späteren Nutzung eine wichtige Planungs- und Orientierungsgrundlage geschaffen.
Regenerativ erzeugte elektrische Energie soll durch elektrochemische Wasserstofferzeugung für die Stoffumwandlung in der chemischen Industrie, als Energiequelle für die Elektromobilität und für weitere Anwendungen eingesetzt werden. Im Rahmen des HYPOS-Vorhabens sollen grundlegende Studien zur Elektrolysetechnologie und zu wichtigen Besonderheiten in Bezug auf die Strategieplanung des Konsortiums durchgeführt werden. Die besonderen Merkmale liegen in der Energiebereitstellung aus regenerativ erzeugter elektrischer Energie und in der Verknüpfung der Elektrolysetechnologie mit der Wasserstoffspeicherung (Wasserstoff-Kavernenspeicher, Wasserstoffpipeline). Im Rahmen einer Standortanalyse wird ermittelt, wo die besten Gegebenheiten zur Umsetzung des HYPOS - Konzeptes vorliegen. Die Identifikation des Standorts erfolgt in enger Abstimmung mit den im Projekt assoziierten Partnern. Für den Betrieb der Anlage ist neben technischen Fragestellungen ein Wirtschafts- bzw. Geschäftsmodell zu entwickeln. Zur Dimensionierung und zur Wahl der Betriebsparameter sollen neben dem derzeitigen Status der Erneuerbaren Energien im Stromnetz auch zukünftige Szenarien, die die Situation in 2020 und 2030 berücksichtigen, hinzugezogen werden.
Auf einer Weidefläche in Gronau-Epe wurde am 12. April 2014 an der Oberfläche ein dickflüssiges Wasser-Öl-Gemisch entdeckt. Am 16. April wurde eine zweite Auffindstelle in einer unmittelbar an die betroffene Weidefläche angrenzende Forstfläche, die als Vogelschutzgebiet ausgewiesen ist, entdeckt. Am 24. April waren an mehreren der vorsorglich ausgebrachten Wassermessstellen Ölspuren im oberflächennahen Grundwasser festgestellt worden. Nach Informationen der Bezirksregierung Arnsberg vom 29. April sind bis zu 200.000 Liter Rohöl aus einem unterirdischen Speicher ausgetreten. Das Erdreich sei tief mit Öl verschmutzt. Bis Ende Mai war aber nicht klar, ob das Öl aus dem Salzkavernenspeicher selbst oder aus einer Zuleitung kommt. Am 28. Mai 2014 gab die Besirkzregierung bekannt, dass das Ölleck am Zuleitungsrohr zum Kavernenspeicher in einer Tiefe zwischen 200 und 300 Metern gefunden wurde.
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| Bund | 30 |
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