Hintergrund
Hydrothermale Geothermie nutzt heißes Tiefenwasser, das in geologischen Formationen gespeichert ist, zur nachhaltigen Wärme- und Stromerzeugung. Diese geothermischen Reservoirs befinden sich in Tiefen von 400 bis 5.000 Metern und enthalten Thermalwasser, das durch Porenräume, Klüfte oder Bruchsysteme in sedimentären oder vulkanischen Gesteinen zirkuliert. Über gezielt angelegte Bohrungen wird dieses Wasser an die Oberfläche gefördert und für verschiedene Anwendungen nutzbar gemacht.
Unsere Forschung konzentriert sich auf die Erkundung, Erschließung, Nutzung und Integration hydrothermaler Reservoirs in urbane geothermische Energiesysteme. Dies umfasst sowohl die Entwicklung innovativer Erkundungsmethoden als auch die Modellierung geothermischer Prozesse im Untergrund. Wir untersuchen potenzielle Reservoirs durch:

• Feldmessungen und Bohrlochuntersuchungen (z. B. geophysikalische Messungen, hydraulische Tests)
• Experimente im Labor und Untertage (Analyse von Gesteinsphysik, Gesteinschemie und Fluidchemie)
• Numerische 3D- und 4D-Modelle, die die geothermischen Prozesse im Untergrund simulieren

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der charakteristischen Beschreibung der Gesteinseigenschaften unter realen in-situ-Bedingungen. Dazu zählen hydraulische, thermische und mechanische Parameter, die für die Bewertung und Optimierung hydrothermaler Systeme entscheidend sind. Unsere Expertise umfasst zudem skalierungsübergreifende thermische Analysen, integrierte Bewertungen sowie die langfristige Überwachung und Steuerung geothermischer Systeme. Als wissenschaftlicher Partner begleiten wir konkrete Geothermieprojekte und tragen durch unsere Forschung zur Weiterentwicklung und Verbesserung geothermischer Prozesse und Technologien bei.

Wissenschaftliche Schlüsselfragen
Die Forschung zur hydrothermalen Geothermie konzentriert sich auf mehrere zentrale Fragestellungen:

• Reservoircharakterisierung: Welche geologischen, hydrogeochemischen und physikalischen Eigenschaften bestimmen das Potenzial eines Reservoirs? Welche Methoden ermöglichen eine präzise und effiziente Erkundung?
• Wärmetransport und Effizienz: Wie beeinflussen Gesteinseigenschaften die Wärmeübertragung im Reservoir? Welche innovativen Technologien können die Effizienz der Energiegewinnung steigern?
• Fluid-Gestein-Wechselwirkungen: Welche chemischen Reaktionen treten zwischen Thermalwasser und Gestein auf? Wie beeinflussen diese Prozesse die Langzeitstabilität und Wirtschaftlichkeit der Nutzung?
• Nachhaltige Betriebsstrategien: Wie kann ein hydrothermales Reservoir langfristig wirtschaftlich und ökologisch genutzt werden, ohne die geochemische Balance zu gefährden?
• Bohr- und Fördertechnologien: Welche neuen Techniken können Bohrungen und Förderprozesse sicherer, nachhaltiger und kosteneffizienter machen?

Zugeordnete Projekte

• PotAMMO | Potenziale der Aquiferwärmespeicherung in den Modellregionen Mannheim und Offenbach
• ThermoBase | Thermische Grundlagendaten für die Bewertung des Temperaturfeldes sedimentärer Teilgebiete im Standortauswahlverfahren
• heatflow@innerspace | Überarbeitung globaler Wärmestromdaten
• Chenille | Coupled beHavior undErstaNdIng of fauLts : from the Laboratory to the fiEld
• WHFD | World Heat Flow Database Project
• GHFDA.project | Global Heat Flow Data Assessment Project
• Geothermie Potsdam | Nachhaltige geothermische Standortentwicklung in Potsdam
• TRANSGEO | Nachnutzung stillgelegter Bohrlöcher für die geothermische Energieerzeugung
• PERFORM 2 | Verbesserung der Leistung geothermischer Systeme durch Entwicklung von Filtertechnologien
• Wärmestrom NDB | Regionaler Wärmestrom, Temperaturen und geothermische Potential im Norddeutschen Becken