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Möglichkeiten der CO2-Speicherung in tiefen Aquiferen Hessens

[CO2 storage potential in deep saline aquifers in the state of Hesse, Germany]

Kött, Anne; Kracht Matthias,

Schriftenreihe der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften Heft 74 (2011), p. 165 - 187

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published: Dec 5, 2011

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Kurzfassung

Im Rahmen des länderübergreifenden, bundesweiten Projekts „Speicher-Kataster Deutschland“ wurden vom Hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie Regionen und Strukturen im tieferen Untergrund Hessens im Hinblick auf die dauerhafte geologische Speicherung von CO2 untersucht. Hierbei wiesen lediglich die Gesteine des Rotliegend und der tertiären Pechelbronn-Schichten im Oberrheingraben ausreichende Porositäten (> 10 %) und Permeabilitäten (> 10 mD) sowie die nötige Tiefenlage (> 800 m) und kumulativen Mächtigkeiten (> 10 m) auf. Als einzige Speicherstruktur Hessens mit einem Porenvolumen von maximal 0, 19 km³ konnte eine Antiklinalstruktur im Rotliegend bei Stockstadt definiert werden. Die überlagernden tertiären Abfolgen, besonders der Rupelton (Bodenheim-Formation), weisen hier ausreichende Barriereeigenschaften auf. Hier ist jedoch ein Nutzungskonflikt mit Erdgasspeichern in höheren Gesteinsstockwerken sowie mit tiefen Geothermievorhaben vorhanden. Außerdem besteht aufgrund der aktiven Tektonik infolge der anhaltenden Grabenabsenkung eine erhöhte Gefahr von Erdbeben. Die Pechelbronn-Schichten haben zwar durch ihre Eigenschaft als Erdöl-Mutter- und Speichergestein ihre potenzielle Eignung als CO2-Speicher bewiesen, die vorhandenen Antiklinalstrukturen weisen jedoch grundsätzlich ein zu geringes Speichervolumen auf. Zusammenfassend wird festgestellt, dass in Hessen nach derzeitigem Kenntnisstand keine großen und sicheren Speicherstrukturen vorhanden sind, um eine effektive und nachhaltige Speicherung von großen Mengen an CO2 zu ermöglichen.

Abstract

Within the framework of the multistate, nationwide project „Speicher-Kataster Deutschland“ (Storage catalogue of Germany), the Hessian Environmental and Geological Survey undertook a study of potential regions and structures with focus on CO2 storage. The results of this study show that only rocks of the lower Permian Rotliegend and the Tertiary Pechelbronn units within the upper Rhinegraben possess sufficient porosities and permeabilities, as well as the necessary depth and cumulative thicknesses. Within the state of Hesse, the only identified structure with a significant storage volume, albeit with 0. 19 km³ rather small, is an anticlinal structure in the Rotliegend near Stockstadt. Overlying Tertiary sediments, especially the Rupelton (Bodenheim Formation), possess at this locality sufficient barrier capabilities. However, there exists a conflict with usage as natural gas storage in overlying formations and with deep geothermal projects. Furthermore, due to tectonic activities caused by ongoing subsidence of the Rhinegraben, the earthquake risk here is elevated. With their capacity as oil source and storage rocks, the Pechelbronn units qualify for potential CO2 storage. However, the existing anticlinal structures possess only small storage volumes. In summary, the state of Hesse does not have large and safe storage structures to allow effective and lasting injection of large quantities of CO2.

Keywords

Speicher-KatasterCO2AquifereOberrheingrabenRotliegendPechelbronn-GruppeHessenStorage Catalogue of GermanyCO2aquifersUpper RhinegrabenRotliegendPechelbronn unitState of Hesse