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:

  • Die zeitliche Dynamik der Eigenschafts- insbesondere Permeabilitätsveränderungen von Geosystemen bei Untergrundnutzungen (Geomechanik von Diskontinuitäten)
  • Reaktive Transportprozesse von Fluiden und Gasen in Geosystemen bei der Untergrundnutzung (Hydromechanik und Geochemie)
Einreichungsfrist:Einreichungsfrist ( abgelaufen: 11. Februar 2016 – 15. April 2016 )

Informationen zur Förderung


Wer wird gefördert?

Forschungsanträge können von öffentlichen und privaten Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft oder Beratungsfirmen (insbesondere kleine und mittlere Unternehmen – KMU) mit Sitz in Deutschland gestellt werden.

Forschungseinrichtungen, die gemeinsam von Bund und/oder Ländern grundfinanziert werden, kann neben ihrer ­institutionellen Förderung nur unter bestimmten Voraussetzungen eine Projektförderung für ihre zusätzlichen projekt­bedingten Ausgaben beziehungsweise Kosten bewilligt werden. Insbesondere wird von diesen grundfinanzierten ­außeruniversitären Forschungseinrichtungen erwartet, dass sie die inhaltliche Verknüpfung der Projektförderthemen mit den institutionell geförderten Forschungsaktivitäten darstellen und beide komplementär miteinander verzahnen. Die entsprechende Darstellungsweise und Kalkulationsgrundlage dieses zusätzlichen Aufwands ist beim zuständigen Projektträger zu erfragen.

Was wird gefördert?

Gegenstand der Förderung sind Forschungs- und Entwicklungsvorhaben (FuE), 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 zeitlichen 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.

Die Diskussionen zur Nutzung unterirdischer Geosysteme (Reservoir- und Barrieregesteine) zeigen, dass es einen großen gesellschaftlichen Bedarf bezüglich der Bearbeitung folgender, inhaltlich zusammenhängender wissenschaftlicher Fragen gibt:

  • Zeitliche Dynamik der Eigenschafts- insbesondere Permeabilitätsveränderungen von Geosystemen bei Untergrundnutzungen (Geomechanik von Diskontinuitäten)
  • Reaktive Transportprozesse von Fluiden und Gasen in Geosystemen bei der Untergrundnutzung (Hydromechanik und Geochemie)

Um den wissenschaftlichen Herausforderungen beider Themenbereiche, deren Lösung von großer Bedeutung für die Nutzung des geologischen Untergrundes ist, nachhaltig begegnen zu können, sollen neben einer innovativen und relevanten Fragestellung folgende übergeordnete Aspekte bei der Antragstellung adressiert werden:

  1. Die Intensivierung und Vertiefung bestehender Kompetenzstrukturen zwischen Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen ist ein wesentliches Ziel dieses FuE-Programms. Begrüßt wird darüber hinaus die Nutzung gemeinsamer Forschungstestfelder, Forschungsbohrungen, Untertagelaboren sowie Geotechnik.
  2. Ein thematischer Bezug der beantragten Untersuchungskonzepte zu Nutzungsoptionen im geologischen Untergrund und dem jeweiligen notwendigen Systemverständnis sollte klar erkennbar sein. Die beantragten Untersuchungskonzepte sollen ferner die Skalenabhängigkeit der Prozesse berücksichtigen und Ansätze liefern, wie diese bei der Erkundung zur Prozessparametrisierung oder bei Monitoringansätzen wie auch in numerischen Modellen effektiv umgesetzt werden können. Dabei sind insbesondere Untersuchungen zur Prognosefähigkeit und Validierung numerischer Simulationen (einschließlich inverser Methoden) mittels experimenteller Ansätze auf verschiedenen räumlichen Skalen von Bedeutung.
  3. Umweltauswirkungen, insbesondere aber der Schutz des oberflächennahen Grundwassers gegenüber Gefährdungen, die sich potenziell aus der Nutzung des geologischen Untergrundes ergeben können, werden gesellschaftlich immer wieder kontrovers diskutiert. Zielsetzung der Ausschreibung ist es deshalb, das allgemeine als auch das nutzungsspezifische Systemverständnis dieser potenziellen Gefährdungen weiter zu verbessern und dafür geeignete Erkundungs- und Monitoringansätze sowie prognosefähige Modelle zu entwickeln.

Wie wird gefördert?

Die BMBF-Zuwendungen werden als nicht rückzahlbare Zuschüsse zu Projekten für einen Zeitraum von bis zu drei Jahren gewährt.

Bemessungsgrundlage für Hochschulen, Forschungseinrichtungen und vergleichbare Institutionen sind die zuwendungsfähigen projektbezogenen Ausgaben, bei Helmholtz-Zentren und der Fraunhofer-Gesellschaft die zuwendungsfähigen projektbezogenen Kosten, die bis zu 100 Prozent gefördert werden können.

Bemessungsgrundlage für Zuwendungen an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft sind die zuwendungsfähigen projektbezogenen Kosten, die in der Regel je nach Anwendungsnähe des Vorhabens bis zu 50 Prozent anteilig finanziert werden können. Entsprechend den BMBF-Grundsätzen wird eine angemessene Eigenbeteiligung – grundsätzlich mindestens 50 Prozent der entstehenden zuwendungsfähigen Kosten – vorausgesetzt. Die Bemessung der jeweiligen Förderquote muss die AGVO berücksichtigen. Die AGVO lässt für KMU differenzierte Aufschläge zu, die gegebenenfalls zu einer höheren Förderquote führen können. Bei Forschungsvorhaben an Hochschulen wird zusätzlich zu den zuwendungsfähigen Ausgaben eine Projektpauschale in Höhe von 20 Prozent gewährt.

Publikationen

Geo:N – Geoforschungfür Nachhaltigkeit
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2017 PDF 7 MB

Projektträger Jülich – erkennen. fördern. gestalten.


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