CO2BioPerm: Einfluss biogeochemischer Kohlendioxid-Transformprozesse auf das langzeitliche Permeabilitätsverhalten von Speicher- und Deckgesteinen sowie Bohrlochzementen
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CO2BioPerm: Einfluss biogeochemischer Kohlendioxid-Transformprozesse auf das langzeitliche Permeabilitätsverhalten von Speicher- und Deckgesteinen sowie Bohrlochzementen
01.09.2011 bis 31.12.2014
Dr. Nils Hoth
Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Bohrtechnik und Fluidbergbau
Akademiestr. 6
09596 Freiberg
- Dresdner Grundwasserforschungszentrum (DGFZ) e. V.
- Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH (UFZ), Department Isotopenbiogeochemie
- G.E.O.S. Freiberg Ingenieurgesellschaft mbH
- Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) Hannover
Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN
Die Nutzung des unterirdischen Raumes zur Kohlendioxidspeicherung
Im Rahmen der Projekte RECOBIO und RECOBIO 2 konnte die Bedeutung biogeochemischer Transformationsprozessen für die geologische Kohlendioxidspeicherung nachgewiesen werden. Durch mikrobielle Umwandlung von Kohlendioxid werden organische Verbindungen aufgebaut, die als Kristallisationskeime zur verstärkten Bildung von Karbonatfestphasen beitragen. Diese Vorgänge führen zu einer Druckminderung in Speicherformationen und stellen gleichzeitig einen zusätzlichen Speichermechanismus dar.
Welche Effekte diese Wechselwirkungen auf das langfristige Permeabilitätsverhalten von geologischen Kohlendioxidspeichern haben werden, ist bisher noch ungeklärt und deshalb Gegenstand des aktuellen Projektes. Die im Zuge der Vorgängerprojekte gewonnenen Erkenntnisse sollen auf Kohlendioxid-Durchströmungsexperimente an potentiellen Speichergesteinen übertragen werden. Ziel ist es, die biogeochemisch induzierten Porenraumveränderungen im Gestein zu erfassen und deren Auswirkungen auf die Permeabilität und damit auf die Speicherkapazität abzuschätzen. Weiterhin stehen Untersuchungen zur Auswirkung biogeochemischer Stoffumwandlungen auf Mikrostörungen in Deckgesteinen und Bohrlochzementen im Zentrum der geplanten Durchströmungsversuche.
Die Arbeitsplanung des Projekts sieht Hochdruckexperimente mit repräsentativen Mikroorganismen vor, um die relevanten Stoffwechselwege bei erhöhten Kohlendioxidkonzentrationen zu charakterisieren. Mit Hilfe der geplanten Durchströmungsexperimente soll das Druck- und Permeabilitätsverhalten von Speicher- und Deckgesteinen bestimmt werden. Dabei spielt insbesondere die Bedeutung der biogeochemischen Prozesse im Vergleich zu rein geochemischen Vorgängen eine Rolle. Weiterhin sind umfangreiche Modellierungen der biogeochemischen Wechselwirkungen geplant, um mögliche Risiken der mikrobiell induzierten Prozesse abzuschätzen.