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CO2 storage potential of the Middle Buntsandstein Subgroup - EEZ of the German North Sea

The CO2 storage potential of the Middle Buntsandstein Subgroup within the Exclusive Economic Zone (EEZ) of the German North Sea was analysed within the framework of the GEOSTOR-Project. A total of 71 potential storage sites were mapped based on existing 3D models, seismic and well data. Static CO2 capacities were calculated for each structure using Monte Carlo simulations with 10,000 iterations to account for uncertainties. All potential reservoirs were evaluated based on their static capacity, burial depth, top seal integrity and trap type. Analysis identified 38 potential storage sites with burial depths between 800 m and 4500 m, reservoir capacities (P50) above 5 Mt CO2 and suitable sealing units. The best storage conditions are expected on the West Schleswig Block where salt-controlled anticlines with moderate burial depths, large reservoir capacities and limited lateral flow barriers are the dominant trap types. Relatively poor storage conditions can be anticipated for small (P50 <5 Mt CO2), deeply buried (> 4500 m) and structurally complex potential storage sites in the Horn and Central Graben. For more detailed information on the methodology and findings, please refer to the full publication: Fuhrmann, A., Knopf, S., Thöle, H., Kästner, F., Ahlrichs, N., Stück, H. L., Schlieder-Kowitz, A. und Kuhlmann, G. (2024) CO2 storage potential of the Middle Buntsandstein Subgroup - German sector of the North Sea. Open Access International Journal of Greenhouse Gas Control, 136 . Art.Nr. 104175. DOI 10.1016/j.ijggc.2024.104175

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.

CO2 storage potentials in the Exclusive Economic Zone (EEZ) of the German North Sea - Results of the GEOSTOR-Project (WMS) (WMS)

Storage of CO2 in deep geological formations is one possibility of reducing CO2 emissions from industry that are difficult to avoid. High-quality geological models and capacity estimates are crucial for the successful planning and implementation of safe storage projects. This study analyses the storage potential of the Middle Buntssandstein (Lower Triassic) and Lower to Middle Jurassic within the Exclusive Economic Zone (EEZ) of the German North Sea. Link https://geostor.cdrmare.de/

Änderungen der Cant Speicherung und Änderungen in den Bildungsraten für Zwischen- Tiefen- und Bodenwasser im globalen Ozean, 1982 - 2015

Die erste Antragsphase war auf die Bildungsraten und die Speicherung von anthropogenem Kohlenstoff (Cant) im Antarktischen Zwischenwasser (AAIW) fokussiert. Mit Hilfe von Freon (CFC) Daten konnten wir eine signifikante Reduktion der AAIW Bildungsrate von den 1990ern zu den 2000ern Jahren feststellen. Dies führte zu einer geringeren Steigerung der Cant Speicherung als vom atmosphärischen Cant Anstieg und einem unveränderten Ozean zu erwarten war. Um den Schwierigkeiten mit den Randbedingungen auszuweichen (Pazifisches AAIW strömt über die Drake Passage auch in den Atlantik und weiter in den Indischen Ozean) planen wir nun ein globales Vorgehen um in allen Ozeanen die Bildungsraten und Cant Speicherungen in den Zwischen- Tiefen- und Bodenwassermassen zu berechnen. Darüber hinaus wird der Zeitraum bis 2015 ausgedehnt, und wo immer die Datenlage es zulässt, Pentaden- anstatt Dekadenmittelwerte gebildet. Verwendet wird der aktualisierte GlODAPv2 Datensatz und eigene Daten.Die Berechnungen aus den Beobachtungen werden mit den Ergebnissen eines wirbelauflösenden globalen Ozeanmodells (1/10 Grad) kombiniert. Das POP Modell (Los Alamos Laboratory Parallel Ocean Program) mit eines horizontalen Auflösung von 0.1 Grad und 42 Tiefenstufen wird für die letzten 20 Jahre mit einem realistischen Forcing angetrieben und enthält außerdem die Freone als Tracer. Neben dem Vergleich mit einem klimatologischen Antrieb wird das Modell zur Weiterentwicklung der Tracer-Methode verwendet wir z.B. die Unsicherheit von zu wenig Datenpunkten und der Extrpolationsroutine auf die Bildungsraten / Cant Speicherungen. Ein weiterer wichtiger Punkt wird die Bestimmung der TTDs aus Lagrange Trajektorien und der Vergleich mit TTDs aus Tracermessungen sein, sowie die Untersuchung der Rolle der Wirbel, der Vermischung durch Wirbel und der vertikalen Vermischung.

Entsorgung radioaktiver Abfaelle

Das nukleare Entsorgungskonzept der Schweiz sieht zwei Endlagertypen vor: ein Endlager fuer schwach- und mittelaktive Abfaelle (SAM) und ein Endlager fuer hochaktive und langlebige mittelaktive Abfaelle (HAA). In den Endlagern werden die konditionierten Abfaelle durch eine Reihe von technischen und geologischen Barrieren vom Lebensraum isoliert, gemaess den Schutzzielen der Sicherheitsbehoerden (Dosislimite 0,1 mSv/Jahr). In verschiedenen Teilprojekten werden Forschungsarbeiten betr. technischer Sicherheitsbarrieren, Verhalten der Abfaelle, Eignung potentieller Wirtgesteine und Standorte sowie Analysen fuer die Beurteilung der Langzeitsicherheit durchgefuehrt. Die Arbeiten umfassen auch Beteiligungen an standortunabhaengigen internationalen Forschungsprojekten so z.B. Felslabor Grimsel (Kristallingestein) und Felslabor Mont Terri (Tongestein). Am Felslabor Grimsel sind neben den deutschen Partnern (BMWi, BGR, GRS und FZK) auch Organisationen aus Japan, Schweden, Frankreich, Spanien, USA, Taiwan und der Tschechischen Republik beteiligt.

Nutzung der Salzlagerstaetten als Speicher und Deponie von Schadstoffen. Endlagerung radioaktiver Abfaelle

Nutzung der Salzlagerstaetten zur Speicherung von Energietraegern und Produkten in ausgesolten Kavernen oder aufgelassenen Bergwerken. Umweltfreundliche und sichere Deponie von Schadstoffen in Kavernen oder Grubenraeumen. Endlagerung radioaktiver Abfaelle in Salzformationen.

Kontrolle und Beurteilung der Standsicherheit unterirdischer Hohlraeume im Fels fuer Depotanlagen

Zur Kontrolle und Beurteilung der Standsicherheit von Felshohlraeumen werden ueberwiegend in situ-Untersuchungen und Messungen im Gebirge und am Ausbau durchgefuehrt; als Messgeraete werden u.a. Extensiometer, Druckmessdosen und Belastungsgeraete eingesetzt.

Niveauschnitte von Norddeutschland (WMS)

Niveauschnittkarten bilden die geologischen Verhältnisse einer einheitlichen Tiefe ab. Im Zusammenwirken mehrerer Karten unterschiedlicher Tiefe lassen sich Lagerungsverhältnisse im Raum erfassen. So lassen sich die Ausdehnung verschiedener stratigrafischer Einheiten übersichtsmäßig abschätzen und interpretieren. Man erkennt die Ausdehnung und Form von Salinarstrukturen in verschiedenen Teufen, sowie deren Einordnung im regionalen Kontext. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Abgrenzung der Salzstrukturen in den entsprechenden Tiefen. Für das Projekt InSpEE wurden flächendeckend für den Festlandsbereich Norddeutschlands Niveauschnittkarten in vier verschiedenen Tiefenniveaus von -500, -1000, -1500, -2000 m unter NN, im Maßstab 1:500.000 erarbeitet. Die gewählten Tiefenniveaus basieren auf der gängigen Tiefenlage bestehender Kavernen in Norddeutschland, die im Wesentlichen zur Speicherung von Kohlenwasserstoffen dienen. Die vier Tiefen von 500 bis 2000 m u. NN wurden in enger Abstimmung mit den Projektpartnern ausgewählt. Die darin enthaltenen Strukturumrisse zeigen im Ansatz Informationen zur Geometrie der entsprechenden Struktur und deren Veränderung mit zunehmender Tiefe und zum anderen bilden sie den Ausgangspunkt für die im Kavernenbau notwendigen gebirgsmechanischen Berechnungen und Potenzialabschätzungen. Die Karten können zur Vorauswahl von Regionen für verschiedene Untergrundnutzungen ebenso genutzt werden, wie zur Abschätzung der Überdeckung und Ausdehnung von Salzstrukturen. Da nicht davon auszugehen ist, dass im Offshorebereich Kavernen betrieben werden, wurde auf die Bearbeitung dieser Bereiche verzichtet. Alle Niveauschnittkarten wurden mit den jeweils zuständigen Staatlichen Geologischen Diensten (SGD) der Bundesländer abgestimmt.

Teilprojekt E, Teilprojekt C

Processed seismic data of Cruise MSM97 GeoHifi 2020

Regarding the use of renewable energy and the reduction of greenhouse-gas emissions, the geological storage of fluids is of particular interest. Therefore, reservoir and barrier formations in the German North Sea come into focus. Due to the widespread distribution of storage and barrier rocks at suitable depths and in combination with a relatively low tectonic overprint, the West Schleswig Block region in the German North Sea shows a high prospectivity for CO2 storage. By means of this high-resolution 2D reflection seismic survey, we want to investigate the potential impairment of geological barriers at the top of geological storage formations (i.e. claystones/mudstones and salt of the Upper Buntsandstein, mudstone dominated formations of the Lower Cretaceous and of the Tertiary). The seismic acquisition setup with a 2400 m active streamer cable with 384 channels will allow a precise image of near-surface structures, such as Quaternary channels, seismic pipe structures, chimneys, polygonal fault systems and crestal faults. In the time period between Nov. 13th and Nov. 24th we acquired 32 lines 2D seismic reflection data (about 1500 km in total) in combination with gravity data, multibeam data and sediment echosounder data. The seismic data resolve the sediments from the seafloor down to the base of the Zechstein. With the acquired data, the sediments of the Mesozoic and Cenozoic up to the seafloor (2-3 seconds of twoway-traveltime) will be imaged in high-resolution for the first time. The imaged fault systems will be investigated regarding their ability to build seal bypass systems. In addition, we acquired seismic data across the Figge Maar blowout crater and we intend to compare these data with the seismic data from the West Schleswig Block.

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