Das Projekt "M3: Zukunftweisendes Sonar-Monitoring von klimaschädlichem Methan an Gasemissionen des Meeresbodens - Ein Beitrag zum Verständnis globalen Wandels, Phase 2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften.
Das Projekt "M3: Zukunftsweisendes Sonar-Monitoring von klimaschädlichem Methan an Gasemissionen des Meeresbodens - Ein Beitrag zum Verständnis globalen Wandels" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften.Methan wirkt als starkes Treibhausgas, wenn es in die Atmosphäre gelangt. In den vergangenen Jahren wurden an vielen Kontinentalrändern weltweit submarine Methanquellen am Meeresboden mit Methanhydratabbau in den Sedimenten aufgrund von Temperaturerhöhungen in Zusammenhang gebracht. Ziel des Vorhabens ist es, das Wechselspiel von Gasblasenaustritten und Vorkommen von Gashydraten in einer Schlüsselregion, dem Hydratrücken nordwestlich der USA zu verstehen und die Menge an austretenden Gas zu bestimmen. Dazu sollen Sonar-Systeme sowie eine Kamera und eine CTD (Messung von Temperatur, Salzgehalt, Sauerstoff) am Meeresboden installiert und an das NSF finanzierte Tiefseekabelnetzwerk, der Ocean Observatory Initiative (OOI) angeschlossen werden. Damit sind langfristige Methanemissionsmessungen auf dem südlichen Hydratrücken erstmals möglich und werden hier vorgeschlagen. Gesamtziel des Vorhabens ist es, mittels modernster Sonarsysteme die Veränderungen der Gasblasenaustritte in Echtzeit zu dokumentieren und die Menge an austretenden Methan abzuschätzen. Das Projekt ist eine technologische Innovation und bindet sich ein in ein weltweit einmaliges Vorhaben, die Veränderungen in der Tiefsee mittels verkabelter Observatorien kontinuierlich zu beobachten. Es ist geplant zwei Sonarsysteme am Meeresboden zu installieren, um die Gasblasenaustritte am Hydratrücken kontinuierlich zu registrieren und zu quantifizieren. Die hochwertigen Geräte müssen in Rahmenkonstruktionen integriert und mit elektronischen Zusatzkomponenten für die Einbindung in das OOI Tiefseenetzwerk versehen werden. Die Geräte werden mit Hilfe eines Tauchroboters am Meeresboden installiert und in das Tiefseenetzwerk eingebunden, damit ist die kontinuierliche Messung in Echtzeit möglich. Weiterhin soll eine Visualisierung der Sonardaten in Echtzeit im Internet realisiert werden. Die kontinuierlichen Messungen am Meeresboden werden ergänzt durch Begleituntersuchungen im Rahmen von Schiffsexpeditionen.
Das Projekt "Managing Impacts of Deep-seA reSource exploitation (MIDAS)" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: Seascape Consultants Ltd..The MIDAS project addresses fundamental environmental issues relating to the exploitation of deep-sea mineral and energy resources; specifically polymetallic sulphides, manganese nodules, cobalt-rich ferromanganese crusts, methane hydrates and the potential mining of rare earth elements. These new industries will have significant impacts on deep-sea ecosystems, in some cases extending over hundreds of thousands of square kilometres. Scientific knowledge is needed urgently to develop guidelines for industry ensuring wealth creation and Best Environmental Practice. MIDAS will assess the nature and scales of the potential impacts including 1) physical destruction of the seabed by mining, the creation of mine tailings and the potential for catastrophic slope failures from methane hydrate exploitation, 2) the potential effects of particle-laden plumes in the water column, and 3) the possible toxic chemicals that might be released by the mining process. Knowledge of the impacts will be used to address the key biological unknowns, such as connectivity between populations, impacts of the loss of biological diversity on ecosystem functioning, and how quickly the ecosystems will recover. The information derived will be used to guide recommendations for best practice, iterating with MIDAS industry partners and the wider stakeholder community to ensure that solutions are practical and cost-effective. We will engage with European and international regulatory organisations to take these recommendations forward into legislation in a timely fashion. A major element of MIDAS will be to develop methods and technologies for 1) preparing baseline assessments of biodiversity, and 2) monitoring activities remotely in the deep sea during and after exploitation (including ecosystem recovery). The MIDAS partnership represents a unique combination of scientists, industry, social scientists, legal experts, NGOs and SMEs.
Das Projekt "SUGAR_II_B: Submarine Gashydrat-Lagerstätten - Erdgasproduktion und CO2-Speicherung, Vorhaben: B3 - Erschließung von Gashydrat-Lagerstätten; B3-3 Anpassung konventioneller Coiled Tubing Bohrtechnik zur Erschließung von Gashydratvorkommen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Bochum, Bochum University of Applied Sciences, Institut für Wasser und Umwelt, Labor für Geothermie und Umwelttechnik.Das übergeordnete Projektziel der Hochschule Bochum besteht in der Anpassung von konventioneller Coiled-Tubing Bohrtechnik aus dem Erdöl-/Erdgasbereich an die besonderen Rahmenbedingungen bei der Erkundung und Erschließung von Gashydratreservoirs. Hierzu zählen Komponentenentwicklungen bei a) der Antriebstechnik (Motoren, Hämmer), b) der CT-basierten Stimulationstechnik und c) der Rohre. Ein wichtiges Augenmerk liegt dabei auch auf dem Sektor neuer Werkstoffe (z.B. Thermoplastic Composite Pipes). Die Entwicklungen sollen im Übergangsbereich vom Labor- zum Technikumsmaßstab (Demonstrator) erfolgen. Dazu werden die angepassten oder neu entwickelten CT-Komponenten unter betriebsnahen Bedingungen im in-situ Labor der Hochschule Bochum getestet. Beim Einsatz von Coiled Tubing Bohrtechnik zur Erschließung von Gashydratlagerstätten werden viel Know-how und technische Neuerungen / Weiterentwicklungen aus den Disziplinen Coiled Tubing drilling, Coil Materialien und deren Herstellung, hydraulische DTH Mudhammertechnik, Mud Motoren, und Bohrtechnik eingefordert und symbiotisch miteinander gekoppelt. Insbesondere der Einsatz neuer Materialien für Coils, hier z.B. TCP (Thermoplaste, Komposite), und deren Verhalten beim Bohren incl. der Erschließung von Gashydratlagerstätten mittels Druck, Dampf, Chemikalien etc. stehen unter anderem im Mittelpunkt dieses Forschungsprojektes.
Das Projekt "Konzeption, Projektierung und Bewertung der Schnittstellen für den see- und landseitigen Umschlag von Gashydratpellets^Entwicklung und Bau eines vorschubkontrollierten Kernbohrsystems mit Autoklaven zur Gewinnung von Bohrkernen aus Gashydrat-Lagerstätten^Entwicklung und Auslegung eines Fördersystems zur Gashydratförderung. Vorbereitungsarbeiten zum Bau eines Demonstrators als Vorstufe zur großtechnischen Gewinnung^SUGAR-Submarine Gashydrat-Ressourcen; SUGAR-B: Submarine Gashydrat-Lagerstätten: Erkundung, Abbau und Transport^Entwicklung einer Simulationssoftware zum Gashydratabbau und Erweiterung des Mammutpumpen-Prinzips um Komponenten einer simultanen CO2-Injektion^Entwicklung einer Simulationsplattform sowie eines Reaktors (im Labormaßstab) zur thermischen Hydratzersetzung^Konzept und Bewertung der Pelletproduktion und des Umschlags^Destabilisierung und Stabilisierung von Gashydraten^Optimierung des Transportgutes Gashydrat: Systematik der Zersetzungsbedingungen^Vorhaben: B3-3 - Entwicklung eines NGH-Carrierschiffes: Projektierung des Schiffes, Entwicklung eines Druckkern-Probennehmers und Anpassung der Apparatur an das Meeresboden-Bohrgerät (MeBo)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Fachbereich 5 Geowissenschaften.Bewertung von Gashydratlagerstätten durch geophysikalische Erkundung mit Bohrtechnologie. Zur Druckerhaltung der Gashydratproben wird spezielle Autoklavbohrtechnologie angewandt; dadurch ist eine Quantifizierung des Methanhydrats möglich. Es werden 2 Entwicklungslinien geeigneter Bohrtechnologien verfolgt, die beide das Ziel haben, mit Autoklavtechnologie Bohrkerne unter in-situ Bedingungen zu Tage zu fördern und somit die essentiell notwendigen Untersuchungen zur Lagerstättenergiebigkeit zu ermöglichen. Für das am MARUM in Bremen neu entwickelte MeBo (Meeresbodenbohrgerät) soll neue Autoklavtechnologie entwickelt und in das System integriert werden, das mit Wassertiefen bis 2000m und Sedimenteindringtiefe bis zu 100m den größten Bereich der Gashydratstabilitätszone abdeckt. Entwicklung des Druckkernprobennehmers für MeBo (= MDP); umfangreiche Konstruktionsanpassungen; Entwicklung von Schneidschuhen; diverse Testverfahren; Einsatz auf See zur Erprobung des Gesamtsystems Vorteil des Systems liegt in hoher Flexibilität + kostengünstigem Schiffseinsatz. Da z.Z. hohes Interesse in zahlreichen Ländern existiert, gibt es gute Vermarktungschancen.
Das Projekt "SUGAR_III_A - Strategien und Techniken zur Förderung von Erdgas aus Methanhydrat-Lagerstätten, Teilprojekt 3: Erdgasproduktion aus Gashydraten; Vorhaben: Effektive Sandkontrolle in Gashydratlagerstätten und Welltesting - TUBAF FT" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Bergakademie Freiberg, Fakultät für Geowissenschaften, Geotechnik und Bergbau, Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau, Arbeitsgruppe Geoströmungs-, Förder- und Speichertechnik.In Teilprojekt 3: Erdgasproduktion aus Gashydraten, sollen Erschließungs- und Produktionstechniken für marine Gashydratlagerstätten entwickelt werden. Dies soll am konkreten Beispiel der Gashydratvorkommen im Donau-Tiefseefächer erfolgen, da die in der 3. Projektphase geplanten Entwicklungen zum einen konkrete Spezifikationen der Gegebenheiten einer Lagerstätte erfordern und zum anderen der Donau-Tiefseefächer als Zielgebiet für den Feldtest im Rahmen eines Europäischen Projekts im Anschluss an die 3. Projektphase angedacht ist. Es soll gezeigt werden, dass die Erdgasgewinnung aus diesen Gashydrat-Lagerstätten nicht nur technisch machbar sondern auch wirtschaftlich umsetzbar ist. Das Teilprojekt gliedert sich in drei Arbeitspakete: AP1, AP2 und AP3. Das AP2.1a beschäftigt sich mit der Erstellung von technischen Konzepten für Sandkontrollmaßnahmen. Ziel sollte es dabei vordringlich sein, neue praxisorientierte Systeme zu entwickeln, die eine kommerzielle Anwendung der Sandkontrolle beim Gashydrat ermöglichen. In AP2.1b wird gezielt ein optimales und geeignetes Förderhilfsmittel unter unterschiedlichen Bedingungen ausgesucht. In AP3.1 werden Welltest Modelle ermittelt und erweitert und letztendlich eine Auswertungssoftware entwickelt. In AP3.2 werden Wirtschaftlichkeitsberechnung zum Produktionsszenario durchgeführt.
Das Projekt "SUGAR_III_A - Strategien und Techniken zur Förderung von Erdgas aus Methanhydrat-Lagerstätten, Teilprojekt 3: Erdgasproduktion aus Gashydraten; Vorhaben: Prüfanlage zur Analyse geomechanischer Prozesse bei der industriellen Entnahme von Methanhydraten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: APS Antriebs-, Prüf- und Steuertechnik GmbH.Prinzipielles Ziel ist die Entwicklung eines Triaxialsystems zur Analyse von Gashydratkernen unter in situ Bedingungen mittels hochauflösender Mikro-CT. Mit diesem System wird es erstmals möglich sein, Proben unter hohem Druck (hier 400 bar), Reservoir-Temperaturen (hier 0°C) im Mikrometerbereich zu analysieren. Im ersten Schritt des Projektes wird die prinzipielle Auslegung des Systems festgelegt. Dazu gehören die Dimensionierung der mechanischen, elektromechanischen und hydraulischen Komponenten, die Anpassung des innenliegenden Injektionssystems, als auch die daraus resultierende Konstruktion des CT-Systems. In diesen Zeitraum fällt auch die Entwicklung der Composite-Zelle, des Transfersystems (Corsyde), des Injektionssystems und der neuartigen CO2-Gas-/Fluidpumpe. Zu Beginn des Projektes sind CT-Testmessungen und Simulationen an Proben geplant, die eine ähnliche Struktur/Chemismus haben wie ein Hydratsystem, z.B. Sand/Eiswassergemische, um die prinzipielle Auslegung von Röntgenquelle und -detektor zu ermitteln. Aufgrund dieser Versuche und Simulationen wird das Setup und Design der Anlage in Abhängigkeit von den vorgegebenen Dimensionen des Triaxialsystems ermittelt. Anschließend muss ein Zeitraum von 4-8 Monaten für die Lieferung der Röntgenquelle und des Detektors eingeplant werden, in dem auch die Kinematik zur Führung des CT-Systems geplant und konstruiert wird. Nach der Planung der Gesamtkonstruktion des Triaxialsystems fällt eine mehrmonatige Phase der Fertigung der Einzelkomponenten an, an die eine je 4 wöchige Montage- und Testphase angeschlossen. In der Optimierungsphase werden die einzelnen Komponenten auf die speziellen Anforderungen in diesem Projekt angepasst. Die mögliche Dekomposition der Probe während des Versuchsablaufs erfordert eine Optimierung von mechanischen und elektromechanischen Komponenten, der Steuerungssoftware als auch des CT-Systems. Diese Phase wird in enger Kooperation mit dem GEOMAR durchgeführt.
Das Projekt "SUGAR_III_A - Strategien und Techniken zur Förderung von Erdgas aus Methanhydrat-Lagerstätten, Teilprojekt 1: Geophysikalische Exploration und Datenauswertung; Vorhaben: Seismische Charakterisierung submariner Gashydrate durch Wellenforminversion" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Geophysikalisches Institut.Die Wellenforminversion (engl. Full-Waveform-Inversion, FWI) ist eine neue Technologie, die den vollständigen Informationsgehalt seismischer Registrierungen nutzen kann. Es können mit dieser Technologie hochaufgelöste Multiparametermodelle der viskoelastischen Kenngrößen der durchschalten Sedimente rekonstruiert werden. Die am KIT erfolgreich erprobte FWI-Technologie wird im Rahmen von SUGAR auf die OBS-Daten der Ausfahrten MSM34&35 zur Charakterisierung der Gashydrate im SUGAR Feldlabor Donaudelta angewendet werden. Zur Generierung der Startmodelle und Randbedingungen für die FWI werden die Joint-Inversion von CSEM und Seismik sowie die Strukturmodelle der Reflexionsseismik einbezogen. Es kommen verschiedene FWI-Methoden mit zunehmender Komplexität zum Einsatz: a) die 2-D akustische FWI, b) die 2-D elastische FWI, c) die 2-D viskoelastische FWI und d) die 3-D akustische FWI. Das Potential einer kombinierten Inversion von P-Cable und OBS-Daten wird studiert und ggf. realisiert. Die mit der FWI rekonstruierten Multiparametermodelle der Wellengeschwindigkeiten von P- und S-Wellen, der Dämpfung sowie ggf. der Dichte ermöglichen eine weitergehende Reservoircharakterisierung, wie zum Beispiel die Abschätzung des Gasgehaltes sowie der Hydratsättigung im Bereich des BSSR. Die hochaufgelösten Geschwindigkeitsmodelle verbessern außerdem die Abbildung der sedimentären Strukturen im Messgebiet.
Das Projekt "SUGAR_III_A - Strategien und Techniken zur Förderung von Erdgas aus Methanhydrat-Lagerstätten, Teilprojekt 4: Technologien und Strategien zur Umweltüberwachung; Vorhaben: Umweltbeobachtungssystem-COUBS" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Kongsberg Maritime Contros GmbH.Ziel von Teilprojekt 4 im Rahmen von SUGAR-III ist die Entwicklung und der Test von Technologien und Strategien zur Umweltüberwachung für Gashydratexplorationsbohrungen und Gashydratförderung. Hierzu gehören einerseits schiffsbasierte Methoden (fächerecholotgestützte Gasblasenerkennung, kamerageführte CTD) als auch stationäre Messsysteme zur Leckagefrüherkennung und Leckagequantifizierung. CONTROS ist im Rahmen von TP4 federführend an der Anpassung der kamerageführten CTD, der Optimierung der CO2 und CH4 Sensoren, der Entwicklung eines Sensorsystems zur Überwachung der Fördereinrichtungen am Meeresboden und dem Aufbau eines stationären System zur Quantifizierung von Gasaustrittstellen beteiligt. Außerdem wird CONTROS eine Software aufbauen, die in der Lage sein wird, alle Sensordaten aller umweltrelevanten Sensoren aufzunehmen und in einer Datenbank abzulegen. Gleichzeitig werden die Daten online ausgewertet um eventuelle Leckageverdachtsstellen, basierend auf Daten aus der fächerecholotbasierten Blasenerkennung, in Echtzeit anzeigen und, basierend auf eventuell bereits existierenden historischen Daten, als bereits identifiziert einordnen zu können. Eine nachträgliche Analyse der Daten (zum Beispiel nach Bergung des Landersystems und Einspeisung der Daten in die Software) ist ebenfalls Bestandteils des Programms. Im Rahmen von COUBS werden zwei Arbeitspakete (AP 2-1 & AP 3-1) von Anfang bis Ende Parallel bearbeitet, da diese inhaltlich voneinander nicht abhängen. Auch die Entwicklung der Sensorpakete und des Landers (inklusive Messkette) sind nicht primär mit der Entwicklung Optimierung der pCO2 und CH4-Sensoren verknüpft da hier im Zweifelsfall die bereits bestehenden Sensoren verwendet werden können um die Systeme zumindest technisch aufzubauen und die jeweilige Firmware zu entwickeln.
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