Nutzung unterirdischer Geosysteme

eine Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF)

Die Nutzung der Ressourcen unterirdischer Geosysteme hat in den vergangenen Jahren deutlich zugenommen und ist geprägt von Diskussionen über mögliche Beeinflussungen unserer natürlichen Lebensgrundlagen wie z. B. Grundwasserverunreinigungen, Bodenkontaminationen, Luftverschmutzung oder induzierte seismische Ereignisse. Dabei sind in der Zukunft zunehmende Nutzungskonflikte bei der Bewirtschaftung des natürlichen Untergrundes vorhersehbar. Um die komplexen Zusammenhänge in einer anthropogen beeinflussten Umwelt quantitativ zu verstehen und validierfähige Prognosen zu ermöglichen, sind gezielte wissenschaftliche Untersuchungen notwendig, um unsere unterirdischen Georessourcen verantwortlich und nachhaltig nutzen zu können. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ruft im Rahmen des Fachprogramms Geoforschung für Nachhaltigkeit (GEO:N) zur Antragstellung zum Themenschwerpunkt „Nutzung unterirdischer Geosysteme“ auf.

Gegenstand der Förderung sind Forschungs- und Entwicklungsvorhaben, welche ein verbessertes Prozess- und Systemverständnis für den geologischen Untergrund schaffen, als wichtige Voraussetzung für eine nachhaltige geotechnologische Nutzung von oberflächennahen und tiefen Geosystemen.

Dabei sollen sich die wissenschaftlichen Arbeiten auf die Themenschwerpunkte der reaktiven Mehrphasentransportprozesse und der geomechanischen Integrität von Reservoir- und Barrieregesteinen fokussieren. Von besonderer Bedeutung sind als Untersuchungsziele die Erfassung, Beschreibung und Simulation von zeitlich und räumlichen Permeabilitätsveränderungen der Gesteinsschichten aufgrund der geochemischen Wechselwirkungen zwischen den transportierten fluiden Phasen und der Festphase bei variierenden Druck-/Temperatur-Bedingungen. Dazu sind auch Untersuchungen von natürlichen Störungszonen und anthropogen verursachten Schädigungen der Deckschichten als mögliche Wegsamkeiten für die Migration von Fluiden und Gasen aus tiefen Georeservoiren und deren Auswirkungen auf die oberflächennahen Grundwassersysteme durchzuführen.

Diese grundlegenden Prozessuntersuchungen stehen im unmittelbaren wissenschaftlichen Kontext zu Technologien wie der tiefen und oberflächennahen Geothermie, der Wärmespeicherung in tiefen und oberflächennahen Geosystemen, der Erschließung konventioneller und unkonventioneller Kohlenwasserstofflagerstätten oder der Speicherung bzw. Einlagerung von Gasen oder Fluiden im tiefen Untergrund.

Zwei Schwerpunktthemen sollen im Fokus der geplanten Forschungsarbeiten stehen:

  1. Die zeitliche Dynamik der Eigenschafts- insbesondere Permeabilitätsveränderungen von Geosystemen bei Untergrundnutzungen (Geomechanik von Diskontinuitäten)
  2. Reaktive Transportprozesse von Fluiden und Gasen in Geosystemen bei der Untergrundnutzung (Hydromechanik und Geochemie)

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