Geothermische Energiegewinnung aus SedimentgesteinenDas Prinzip der Gewinnung von Erdwärme (Geothermie) besteht darin, heiße Tiefenwässer an die Oberfläche zu pumpen und diese entweder direkt für Heizzwecke zu verwenden oder in elektrische Energie umzuwandeln. In der konkreten Anwendung erfolgt die Ausbeutung geothermischer Energie in einem Kreislauf, in dem kaltes Wasser über eine Bohrung in die Tiefe gebracht wird, dort entlang von Bruchflächen das heiße Gestein durchströmt, dabei aufgewärmt wird und dann durch eine zweite Bohrung an die Oberfläche gefördert wird. Nach Energieabgabe wird das abgekühlte Wasser wieder in die Tiefe gebracht.Ein wesentlicher Parameter für eine produktive Nutzbarkeit geothermischer Reservoire ist eine hohe Wasser-Durchlässigkeit (Permeabilität) der Gesteine. Die Wegsamkeiten für Fluide in der Erdkruste werden außer von dem Porenraum der Gesteine (Matrixpermeabilität) zusätzlich von der Bildung und Vernetzung von Rissen (Kluft-/Risspermeabilität) kontrolliert, die oftmals wesentlich für den Fluidfluss verantwortlich sind. Prognosen über die Geometrie existierender Brüche sowie deren Vernetzung zu Bruchsystemen sind daher notwendig, um die Permeabilität in potentiellen geothermischen Reservoiren abzuschätzen.In Norddeutschland sind für die geothermische Energiegewinnung vor allem die stratigraphischen Einheiten des Rotliegend (Perm) und des Buntsandsteins (Trias) von Bedeutung. Im Rahmen dieses Projektes werden derzeit speziell die Sedimentgesteine des Mittleren Buntsandsteins in Niedersachsen untersucht, da diese durch ihre weitflächige Verbreitung und die erforderlichen Mindesttemperaturen und ?mächtigkeiten ein gutes geothermisches Potential aufweisen. Um hydraulisch wirksam zu sein, müssen Brüche meist durch mehrere Gesteinschichten verlaufen. In geschichteten Gesteinen bzw. Sedimenten (z.B. Buntsandstein) hingegen können Brüche häufig nicht durch mehrere Schichten propagieren und schaffen somit kaum vernetzte Bruchsysteme. Aus diesem Grund sind die räumlichen Orientierungsbeziehungen von Brüchen in heterogenen, geschichteten Gesteinsserien extrem wichtig für die Einschätzung der Permeabilität. Ziel des geplanten Projektes ist es, mittels numerischer Modellierungen ein komplettes lithologisches Profil aus Sedimentgesteinen zu simulieren, um die Permeabilität in potentiellen geothermischen Reservoiren abzuschätzen. Umfangreiche Geländeuntersuchungen und Laboruntersuchungen sollen die erforderlichen Eingangsparameter für eine praxistaugliche Modellierung ergeben. Strukturgeologische Untersuchungen werden in Aufschlüssen vergleichbarer Gesteine zu Vorkommen in geothermisch interessanten Tiefen durchgeführt. Aus derartigen Aufschlussanalogstudien werden wichtige Informationen über das Bruchsystem erhoben, die für weiterführende Modellierungen essentiell sind. Mit Hilfe der Laboruntersuchungen werden gesteinmechanische Kennwerte (Druck-/Zugfestigkeiten, Elastizitätsmodul) bestimmt, da diese Parameter eine Bruchausbreitung entscheidend beeinflussen können.