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Geothermiepotenzial - tief und mitteltief - kommunale Wärmeplanung Hamburg

Die Karte zeigt eine synoptische Darstellung aller mitteltiefen und tiefen geothermischen Potenzialgebiete in Hamburg. Die dargestellten Gebiete geben einen Überblick in welchen Bereichen der Stadt und in welchen geologischen Schichteinheiten ein geothermisches Potenzial grundsätzlich möglich ist. Hellere Farben repräsentieren dabei immer einen Temperaturbereich zwischen 40 und 80 °C, kräftigere Farben zeigen ein Potenzial für tiefe Geothermie (Tiefen zwischen 2.000 und etwa 3.500 m und Temperaturen von > 80 °C) in einer geologischen Schicht an. Die Top-Bereiche der Salzstöcke sind aufgrund der geringen Tiefenlage für eine geothermische Nutzung nicht geeignet. Ebenso sind große Tiefen von mehr als 3.500 m nicht als Potenzialgebiet ausgewiesen. In einigen Teilen des Stadtgebiets gibt es eine grundsätzliche Eignung für eine geothermische Nutzung in gleich mehreren geologischen Schichten. In solchen Gebieten lässt sich das Risiko von Fehlbohrungen mindern. Ob in einem speziellen Falle nutzungswürdige Sandstein-Mächtigkeiten vorhanden sind, muss jeweils über Detailstudien unter Berücksichtigung von vorhandenen Bohrungen oder seismischen Untersuchungen geklärt werden.

Potentialgebiete zur Speicherung von Wasserstoff in Schleswig-Holstein

Dargestellt ist die Verbreitung von untersuchungswürdigen Salinar-Gesteinen innerhalb der Salzstockumgrenzung zur Anlage von Wasserstoff-/Erdgas-Speicherkavernen und die maximal vertretbare Tiefe des Salzstockdaches. Die Salzstöcke sind aufgrund ihrer strukturellen Entwicklung intern komplex - aus den Salzgesteinen des Zechstein und des Rotliegend - als Doppelsalinare aufgebaut und weisen in ihren Flankenbereichen Überhänge auf. Zur Abgrenzung von untersuchungswürdigen Horizonten zur Speicherung von Wasserstoff bzw. Erdgas diente im Wesentlichen die Tiefenlage des Salzstockdaches (Top der Zechstein und Rotliegend-Ablagerungen) bis 1300 m u. NHN als maximal für die Aussolung von Kavernen vertretbare Tiefe (derzeitiger Kenntnisstand). Aus Bohrergebnissen lässt sich ableiten, dass lokal aufgrund der Ausbildung von mächtigen Hutgesteinen das solfähige Gestein auch innerhalb der ausgewiesenen Bereiche tiefer als 1300 m unter NHN liegen kann. Eine Nutzung der Flankenbereiche wird aufgrund der zu erwartenden, unterschiedlich ausgebildeten Überhänge nicht möglich sein.

Analytik zur Gasaufbereitung und Methanolsynthese, C2C3-L-SI: Qualifizierung eines Wasserstoffspeichers im Rahmen der Energiewende

Geologisches 3D-Modell - Landesmodell SH 2023

Der Geologische Dienst SH beschäftigt sich mit der Erkundung des tieferen Untergrundes. Zur Landesaufnahme und für Potenzialstudien wurde ein landesweites geologisches 3D-Modell entwickelt, das die Tiefe und Verbreitung von relevanten Formationen des Norddeutschen Beckens zeigt. Die Arbeiten erfolgten im Rahmen des Projektes Potenziale des unterirdischen Speicher- und Wirtschaftsraumes im Norddeutschen Becken - TUNB, das die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Zusammenarbeit mit den Norddeutschen Geologischen Diensten durchführte. Das Modell besteht aus 17 Basisflächen lithostratigraphischer Horizonte zwischen der Basis des Zechsteins und der Geländeroberfläche, Hüllflächen von Salzdiapiren und Störungsflächen. Die Eingangsdaten der Modellierung sind Daten des Geotektonischen Atlas von NW-Deutschlands (Baldschuhn et al. 2001), Bohrungen und seismische Profile der KW-Industrie sowie Bohrungen des Landesarchivs SH.

Geothermiepotenzial - tief und mitteltief - kommunale Wärmeplanung Hamburg

Die Karte zeigt eine synoptische Darstellung aller mitteltiefen und tiefen geothermischen Potenzialgebiete in Hamburg. Die dargestellten Gebiete geben einen Überblick in welchen Bereichen der Stadt und in welchen geologischen Schichteinheiten ein geothermisches Potenzial grundsätzlich möglich ist. Hellere Farben repräsentieren dabei immer einen Temperaturbereich zwischen 40 und 80 °C, kräftigere Farben zeigen ein Potenzial für tiefe Geothermie (Tiefen zwischen 2.000 und etwa 3.500 m und Temperaturen von > 80 °C) in einer geologischen Schicht an. Die Top-Bereiche der Salzstöcke sind aufgrund der geringen Tiefenlage für eine geothermische Nutzung nicht geeignet. Ebenso sind große Tiefen von mehr als 3.500 m nicht als Potenzialgebiet ausgewiesen. In einigen Teilen des Stadtgebiets gibt es eine grundsätzliche Eignung für eine geothermische Nutzung in gleich mehreren geologischen Schichten. In solchen Gebieten lässt sich das Risiko von Fehlbohrungen mindern. Ob in einem speziellen Falle nutzungswürdige Sandstein-Mächtigkeiten vorhanden sind, muss jeweils über Detailstudien unter Berücksichtigung von vorhandenen Bohrungen oder seismischen Untersuchungen geklärt werden.

INSPIRE: Information system salt structures: planning basis, selection criteria and estimation of the potential for the construction of salt caverns for the storage of renewable energies (hydrogen and compressed air) (InSpEE)

InSpEE (INSPIRE) provides information about the areal distribution of salt structures (salt domes and salt pillows) in Northern Germany. Contours of the salt structures can be displayed at horizontal cross-sections at four different depths up to a maximum depth of 2000 m below NN. The geodata have resulted from a BMWi-funded research project “InSpEE” running from the year 2012 to 2015. The acronym stands for "Information system salt structures: planning basis, selection criteria and estimation of the potential for the construction of salt caverns for the storage of renewable energies (hydrogen and compressed air)”. Additionally four horizontal cross-section maps display the stratigraphical situation at a given depth. In concurrence of maps at different depths areal bedding conditions can be determined, e.g. to generally assess and interpret the spread of different stratigraphic units. Clearly visible are extent and shape of the salt structures within their regional context at the different depths, with extent and boundary of the salt structures having been the main focus of the project. Four horizontal cross-section maps covering the whole onshore area of Northern Germany have been developed at a scale of 1:500.000. The maps cover the depths of -500, -1000, -1500, -2000 m below NN. The four depths are based on typical depth requirements of existing salt caverns in Northern Germany, mainly related to hydrocarbon storage. The shapes of the structures show rudimentary information of their geometry and their change with depths. In addition they form the starting point for rock mechanical calculations necessary for the planning and construction of salt caverns for storage as well as for assessing storage potentials. The maps can be used as a pre-selection tool for subsurface uses. It can also be used to assess coverage and extension of salt structures. Offshore areas were not treated within the project. All horizontal cross-section maps were adjusted with the respective state geological survey organisations. According to the Data Specification on Geology (D2.8.II.4_v3.0) the content of InSpEE (INSPIRE) is stored in 15 INSPIRE-compliant GML files: InSpEE_GeologicUnit_Salt_structure_types.gml contains the salt structure types (salt domes and salt pillows), InSpEE_GeologicUnit_Salt_pillow_remnants.gml comprises the salt pillow remnants, InSpEE_GeologicUnit_Structure_building_salinar.gml represents the structural salinar(s), the four files InSpEE_Structural_outlines_500.gml, InSpEE_Structural_outlines_1000.gml, InSpEE_Structural_outlines_1500.gml and InSpEE_Structural_outlines_2000.gml represent the structural outlines in the corresponding horizontal cross-sections, the four files InSpEE_GeologicUnit_Cross_Section_500, InSpEE_GeologicUnit_Cross_Section_1000, InSpEE_GeologicUnit_Cross_Section_1500 and InSpEE_GeologicUnit_Cross_Section_2000 display the stratigraphical situation in the corresponding horizontal cross-sections and the four files InSpEE_GeologicStructure_500.gml, InSpEE_GeologicStructure_1000.gml, InSpEE_GeologicStructure_1500.gml and InSpEE_GeologicStructure_2000.gml comprise the relevant fault traces in the corresponding horizontal cross-sections. The GML files together with a Readme.txt file are provided in ZIP format (InSpEE-INSPIRE.zip). The Readme.text file (German/English) contains detailed information on the GML files content. Data transformation was proceeded by using the INSPIRE Solution Pack for FME according to the INSPIRE requirements.

Natrium-Hintergrundwerte im Grundwasser von Niedersachsen 1 : 500.000

Die natürliche Grundwasserbeschaffenheit ist maßgeblich durch die Wechselwirkung zwischen Grundwasser und der durchströmten Gesteinsmatrix geprägt. In Deutschland sind die Grundwässer jedoch durch anthropogene Handlungen wie z.B. Ackerbau, Rodung und Maßnahmen zur Grundwasserentnahme ubiquitär überprägt. Einflüsse einer Jahrhunderte alten Kulturlandschaft können dennoch als natürlich betrachtet werden (Funkel et al. 2004). Zur Erfüllung der Aufgaben aus der EG-Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) wurden für die hydrogeologischen Teilräume Niedersachsens (Elbracht et al., 2016) Hintergrundwerte u.a. für gelöstes Natrium im Grundwasser ermittelt. Die Hintergrundwerte von gelöstem Natrium umfassen die Gehalte, welche sich unter natürlichen Bedingungen durch den Kontakt des Grundwassers mit der umgebenden Gesteinsmatrix des Grundwasserleiters sowie in Kontakt mit einer Jahrhunderte alten Kulturlandschaft einstellen. Die Karte zeigt farblich differenziert Klassen der Natrium-Hintergrundwerte der hydrogeologischen Teilräume Niedersachsens. Gemäß der deutschen Trinkwasserverordnung beträgt der Grenzwert für Natrium im Trinkwasser bei 200 mg/L, für Grundwasser ist kein Prüf- oder Schwellenwert ffestgelegt. Durch Versalzungen im Küstenraum und in der Nähe natürlich vorkommender Salzstöcke kann es lokal zu erheblich höheren Konzentrationen kommen. Durch das Auswählen eines Teilraumes gelangt man zu weiterführenden Informationen (z.B. Probenanzahl, zusammengefasste Teilräume, etc.). Informationen zu den Daten: Die genutzten Grundwasseranalysen stammen aus der Datenbank des Niedersächsischen Bodeninformationssystems (NIBIS). Hintergrundwerte sind definiert als das 90.-Perzentil der Normalpopulation der geogenen Konzentration des analysierten Parameters. Zur Bestimmung der Hintergrundwerte wurde die jeweils aktuellste Analyse einer Grundwassermessstelle verwendet. Bei zu geringer Probenzahl (n < 10) wurden, soweit möglich, lithologisch ähnliche Teilräume zu einem gemeinsamen Hintergrundwert zusammengefasst. Die Ermittlung der Hintergrundwerte folgte dem Verfahren zur statistischen Auswertung der Daten mittels Wahrscheinlichkeitsnetz der Staatlichen Geologischen Dienste (Wagner et al., 2011). Quellen: ELBRACHT, J., MEYER, R. & REUTTER, E. (2016): Hydrogeologische Räume und Teilräume in Niedersachsen. – GeoBerichte 3, LBEG, Hannover. DOI: 10.48476/geober_3_2016. Funkel R., Voigt H.-J., Wendland F., Hannappel S. (2004): Die natürliche ubiquitär überprägte Grundwasserbeschaffenheit in Deutschland, Forschungszentrum Jülich GmbH (47), ISBN: 3-89336-353-X. WAGNER, B., WALTER, T., HIMMELSBACH, T., CLOS, P., BEER, A., BUDZIAK, D., DREHER, T., FRITSCHE, H.-G., HÜBSCHMANN, M., MARCZINEK, S., PETERS, A., POESER, H., SCHUSTER, H., STEINEL, A., WAGNER, F. & WIRSING, G. (2011): Hydrogeochemische Hintergrundwerte der Grundwässer Deutschlands als Web Map Service. – Grundwasser 16(3): 155-162; Springer, Berlin / Heidelberg.

Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 500 000 - Grundwasserbeschaffenheit: Chloridgehalt

Die Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 500 000 - Grundwasserbeschaffenheit: Chloridgehalt zeigt die Auswertung einer repräsentativen Auswahl von Chloridkonzentrationen aus der Labordatenbank des LBEG. Die über einen Zeitraum von 1967 bis 2000 erhobenen Daten wurden zweifach gemittelt. Bei Grundwasser-Messstellen mit Mehrfachanalysen wurden Mittelwerte der jeweils vorliegenden Untersuchungsergebnisse gebildet. Zusätzlich wurden die Werte aller Probenahmestellen in einem Radius von 2000 m einer weiteren Mittelwertbildung unterzogen. Die Einteilung der Klassen erfolgt unter Berücksichtigung des Geringfügigkeitsschwellenwertes (GFS) bzw. des Grenzwertes der Trinkwasserverordnung (TVO) von 250 mg/l. Erhöhte Konzentrationen, die eindeutig auf punktförmige anthropogene Einträge (z.B. Altdeponien, Bergbauhalden) zurückzuführen sind, werden im Rahmen dieser Übersichtskarte nicht wiedergegeben. Die Chloridgehalte sind in Tiefenstufen ohne Bezug zur lokalen hydrogeologischen Situation dargestellt. Die Stabdiagramme im rechts gezeigten Beispiel spiegeln Ergebnisse für die Tiefenstufen bis 20 Meter, über 20 bis 50 Meter, über 50 bis 100 Meter und über 100 bis 200 Meter wieder. Ein Vergleich von Werten ist daher ohne Berücksichtigung der jeweiligen hydrogeologischen Situation (z.B. hydrogeologischer Stockwerksbau) ebenso wie die Heranziehung der Daten für Detailuntersuchungen nicht zulässig. Die niedrigsten Chlorid-Konzentrationen Niedersachsens finden sich im Harz und im Solling mit 5 – 10 mg/l und in der Lüneburger Heide mit 10 – 30 mg/l. Gehalte über 50 mg/l lassen sich durch den Eintrag aus der Atmosphäre und die Anreicherung durch Evapotranspiration im Allgemeinen nicht erklären und sind in der Regel auf eine geogene oder anthropogene Versalzung des Grundwassers zurückzuführen. Sehr starke geogen bedingte chloridische Versalzung des Grundwassers findet sich in Niedersachsen vor allem an der Küste und im Mündungsbereich von Elbe, Weser und Ems (Küstenversalzung durch Meerwasser) mit Konzentrationen von 15.000 – 16.000 mg/l. Außerhalb der Bereiche der Meerwasserversalzung liegen die Chloridgehalte nahe der Küste zwischen 30 und 50 mg/l. Eine weitere Ursache für geogen bedingte Versalzung des Grundwassers ist die Ablaugung von Salzgesteinen im Untergrund. Ein Beispiel dafür sind erhöhte Chlorid-Konzentrationen, die häufig in Niederungsbereichen von Flüssen (z.B. Elbe bei Lauenburg und Gorleben, Jeetzel, Wümme) auftreten und die auf aufsteigende Ablaugungswässer von Salzstrukturen zurückzuführen sind. Auch bei Hannover (Ronnenberg, Sarstedt), Salzgitter, Braunschweig (Wolfenbüttel; Asse) und im Niedersächsischen Bergland sind kleinräumige Versalzungen häufig in der Nähe von Salzstöcken anzutreffen. Erhöhte Chlorid-Konzentrationen befinden sich darüber hinaus in Bereichen des niedersächsischen Berglandes, in denen Salinarfolgen (Zechstein, Oberer Buntsandstein, Mittlerer Muschelkalk, Mittlerer Keuper, Münder-Mergel des Oberen-Jura) oberflächennah vorkommen. Nördlich von Hannover führt der Einfluss von marinen Tonsteinablagerungen der Unterkreide zur Erhöhung des Chloridgehaltes auf 50 – 100 mg/l in den geringmächtigen quartären Ablagerungen.

Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 200 000 - Versalzung des Grundwassers

Die Karte zeigt die mögliche Grundwasserversalzung im Maßstab 1:200 000. Süßwassererfüllte Grundwasserleiter sind in Niedersachsen nur bis zu einer Tiefe von maximal 300 m anzutreffen. Ihr Vorkommen ist auf die Bereiche beschränkt, in denen ein ständiger Wasseraustausch durch versickerndes Niederschlagswasser erfolgt (Zone des aktiven Wasseraustausches). Darunter ist eine zunehmende Versalzung des Grundwassers zu beobachten (Zone des verzögerten Wasseraustausches). In größeren Tiefen schließt sich ein Bereich mit weitgehend stagnierendem Grundwasser an. Der enge Zusammenhang zwischen Süßwasservorkommen und aktivem Wasseraustausch macht die Grundwasserdynamik zu einem zentralen Kriterium bei der Bewertung der Nutzbarkeit der Grundwasserleiter sowie auch bei der Abgrenzung von Grundwasserkörpern. Die Tiefenlage der versalzten Wässer, dass heißt, der Tiefgang des aktiven Wasseraustausches, wird wesentlich durch die hydraulischen Eigenschaften der Gesteinsschichten und das Potenzial der durchflossenen Süßwasserkörper gesteuert. Sie variiert demzufolge sehr stark. In großflächigen Vorflutbereichen ( z.B. Elbe-, Weser-, und Allerniederung), in denen der hydrostatische Druck infolge des Übertrittes großer Grundwassermengen in die Vorfluter abrupt abgebaut wird, können großräumige Druckgefälle auftreten, die ein Aufdringen von tiefen versalzten Wässern bis in den oberflächennahen Grundwasserbereich bewirken ( Binnenländische Versalzung ). Die Versalzungsbereiche im Tiefengrundwasser sind oft an die in den älteren Untergrund eingeschnittenen quartären Schmelzwasserrinnen gebunden. Die Tiefenlage der Versalzung liegt dort in einem Niveau, in dem außerhalb der Rinnen keine Grundwasserleiter mehr ausgebildet sind. Im Binnenland sind ferner rund 400 km2 als Grundwasserversalzungsbereiche einzustufen, die durch Ablaugungsvorgänge an hoch liegenden Salzstöcken verursacht sind ( Salzstockablaugung, Subrosion, vgl. Salzstrukturen Norddeutschlands 1 : 500 000, © BGR, 2008). An der Nordseeküste ist als Folge des allgemeinen Meeresspiegelanstieges nach der letzten Eiszeit auf breiter Front Meerwasser in die binnenländischen Grundwasserleiter eingedrungen ( Küstenversalzung ), wobei das in ihnen befindliche Süßwasser verdrängt wurde. Betroffen von dieser Art der Grundwasserversalzung ist ein bis zu 20 km breiter, insgesamt 2500 km2 großer Küstenstreifen, der somit für die Grundwassernutzung weitgehend ausfällt. Nur auf den Küsteninseln haben sich unter den Dünengebieten durch versickernde Niederschläge Süßwasserlinsen gebildet, die in begrenztem Umfang eine Trinkwasserförderung erlauben. Insgesamt sind in Niedersachsen Gebiete mit einer Gesamtfläche von rd. 6500 km2 von Grundwasserversalzungen betroffen, die dort eine Grundwassernutzung erschweren oder unmöglich machen. Zur Abgrenzung der Gebiete mit versalztem Grundwasser wurden die Ergebnisse von Wasseranalysen, geoelektrischen Sondierungen und Aufschlussbohrungen mit geophysikalischen Bohrlochmessungen ausgewertet. Ein Wasser wird als versalzt bezeichnet, wenn sein Chloridgehalt 250 mg/l übersteigt, was in etwa der menschlichen Geschmacksgrenze entspricht. In der Karte wird im Lockergestein unterschieden, ob der gesamte Grundwasserkörper versalzt ist oder ob Salzwasser nur in einem Teil des Grundwassers angetroffen wurde. Im Festgestein werden nur oberflächennahe Versalzungen, auch im Bereich von Salzhalden, dargestellt.

Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 200 000 - Mächtigkeit des oberen Grundwasserleiterkomplexes

Die Karte „Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 200 000 - Mächtigkeit des oberen Grundwasserleiterkomplexes“ verdeutlicht die großräumige Verbreitung und die Mächtigkeit (in Meter) des oberen überregional bedeutenden Grundwasserleiterkomplexes. Je nach Informationsdichte werden die Angaben zur Mächtigkeit mehr oder weniger stark zusammengefasst. Als Grundwasserleiter werden bei dieser Kartendarstellung alle Sande (bis in den Feinstsandbereich) und Kiese eingestuft, deren Schluff- oder Tongehalt unter 5% liegt. So wird auf Grund der Schichtbeschreibung z.B. ein sehr schwach schluffiger Feinsand noch als Grundwasserleiter angesprochen, während ein schwach schluffiger Feinsand als gering wasserleitend bezeichnet wird. In den Lockergesteinsgebieten Niedersachsens werden großräumig zwei übergeordnete Grundwasserleiterkomplexe unterschieden. Der obere Grundwasserleiterkomplex setzt sich aus Sanden und Kiesen des Pleistozän sowie aus Sanden des Pliozän und des Obermiozän zusammmen. Der untere Grundwasserleiterkomplex besteht aus durchlässigen Sedimenten des Unter- bis Mittelmiozän, den sog. Braunkohlensanden. Getrennt werden die beiden Grundwasserleiterkomplexe durch den Grundwasserhemmer Oberer Glimmerton, der aus schluffig-tonigen Sedimenten des Mittel- bis Obermiozän besteht. In den Gebieten, in denen als trennende Zwischenschicht (Grundwasserhemmer) der Obere Glimmerton fehlt, ist - großräumig betrachtet - in der Regel nur ein Grundwasserleiterkomplex ausgebildet. Dieser Fall tritt sowohl im Bereich tief eingeschnittener Rinnen, als auch im Bereich stark herausgehobener Salzstöcke auf. Im östlichen Teil von Niedersachsen ist der Obere Glimmerton flächenhaft abgetragen worden. Im Kartenbild wird daher in diesen Gebieten nur ein Grundwasserleiterkomplex dargestellt und als oberer Grundwasserleiterkomplex bezeichnet, obwohl ihm in diesen Gebieten auch die durchlässigen Sedimente der Braunkohlensande, die sonst den unteren Grundwasserleiterkomplex bilden, zugerechnet werden. Die Basis des oberen Grundwasserleiterkomplexes bildet also entweder der Obere Glimmerton oder, bei dessen Fehlen, untermiozäne bis oligozäne Tone und Schluffe. Auf der Karte werden in der Farbskala zwei Bereiche unterschieden: 1. Gebiete, in denen der Aquiferkomplex gegliedert ist, d.h. der Obere Glimmerton ist großflächig verbreitet und trennt ein oberes von einem unteren Stockwerk. 2. Gebiete, in denen der Aquiferkomplex ungegliedert ist, weil entweder die Trennschicht Glimmerton fehlt oder ein unterer untermiozäner Grundwasserleiter nicht ausgebildet ist. Es ist möglich, dass regional andere geringdurchlässige Sedimente, wie z.B. quartäre Beckentone, die Funktion von trennenden Zwischenschichten übernehmen können, die dann eine räumlich begrenzte Aufteilung des Grundwasserleiterkomplexes in zwei oder mehrere Grundwasserstockwerke bewirken. Auf Grund der vorliegenden Daten lassen sich aber zu wenig Aussagen über die flächenhafte Verbreitung von gering durchlässigen quartären Sedimenten machen, da sie nicht wie der Glimmerton über größere Bereiche eine konstante Erscheinungsform aufweisen, sondern in ihrer Fazies auch über kurze Distanzen sehr unterschiedlich ausgebildet sein können. Daher können sie in dieser Übersichtskarte nicht berücksichtigt werden, obwohl sie für die regionale Grundwasserhydraulik oft eine große Bedeutung haben. Die Tiefenlage der Basis des oberen Grundwasserleiterkomplexes wird in einer separaten Karte dargestellt.

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