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Die Tiefengrundwässer des Oberjura-Reservoirs in Bayern

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1 | 2018

Die Karbonate des Oberjuras (frühere Bezeichnungen: Malm, weißer Jura) sind ein Wirtschaftsfaktor in Süddeutschland und Österreich. Sie bieten zwar keine klassischen Rohstoffe wie Erdöl, Erdgas oder Erze, dafür jedoch meist ein gering mineralisiertes Grundwasser in hoher Ergiebigkeit. Zahlreiche Gemeinden und Unternehmen wie Energieversorger, Stadtwerke, Thermalbäder und auch Brauereien nutzen das Grundwasser aus der Formation zur Wasser- aber auch zur Energiegewinnung. Viele Grundwasservorkommen sind an Karststrukturen gebunden, wie die Quelltöpfe der Schwäbisch-Fränkischen Alb verdeutlichen. Hier treten die Grundwässer unter anderem an den Gleßbrunnen, nördlich von Ingolstadt, oder im Blautopf, westlich von Ulm, aus und erreichen zum Teil enorme Schüttungsraten von bis zu 10.000 Liter pro Sekunde.

Südlich der Schwäbisch-Fränkischen Alb erschließen Bohrungen die oberjurassischen Karbonate mit teilweise enormen Wassermengen. Mit zunehmender Tiefenlage der Karbonate Richtung südliches Molassebecken nimmt die Temperatur der Grundwässer zu und anstelle der Calcium-Hydrogenkarbonat-Wässer treten zunehmend Ionentauschwässer mit einer Natrium-Hydrogenkarbonat-Zusammensetzung auf. Die bisher höchsten festgestellten Temperaturen liegen bei über 160 Grad Celsius.

Im zentralen Molassebecken, vom Großraum München bis in den Chiemgau werden mit 22 Geothermieanlagen die hohen Temperaturen von 65 bis 160 Grad Celsius zur Wärme- und Stromgewinnung aus dem heißen Tiefengrundwasser genutzt. Hydrochemisch betrachtet treten ausschließlich Ionentauschwässer mit Natrium und Hydrogencarbonat, teilweise auch Chlorid, als bestimmende Ionen auf. Die Mineralisation variiert dabei jedoch deutlich. So gibt es Tiefengrundwässer, die weniger als ein Gramm an gelösten Mineralien haben und Tiefengrundwässer von mehreren Gramm Lösungsinhalt. Dies hängt auch von der förderbaren Wassermenge ab, die gering mineralisierten Tiefengrundwässer lassen zum Teil Förderraten über 150 Liter pro Sekunde zu.

Das Forschungsprojekt IsoMol am Lehrstuhl für Hydrogeologie der Technischen Universität München (TUM), gefördert vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz und dem Landesamt für Umwelt, untersucht in Zusammenarbeit mit der Hydrosion GmbH die Grundwässer des Oberjura. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den geothermisch genutzten Tiefengrundwässern des zentralen Molassebeckens mit der Fragestellung der Herkunft und der Wasser-Gesteins-Wechselwirkungen. Das Untersuchungsgebiet umfasst jedoch auch  Schwaben, die Oberpfalz sowie Ober- und Niederbayern. Es erstreckt sich von Bad Wörishofen und Günzburg bis an die österreichische Grenze mit den Brunnen in Bad Füssing und Simbach Braunau sowie im Norden bis Straubing und Ingolstadt. Das Untersuchungsgebiet, das mehr Brunnen als die der Geothermieanlagen im zentralen Molassebecken erfasst, generiert damit auch Informationen aus den Randbereichen, um mehr über mögliche Fließpfade, Zuflussbereiche und Wasser-Gesteins-Wechselwirkungen der Tiefengrundwässer aus den Bohrungen zu erfahren.

Bis jetzt konnten für die Geothermieanlagen im zentralen Molassebecken vier unterschiedliche Wassertypen klassifiziert werden. Es handelt sich zum einen um unter kälteren klimatischen Bedingungen neu gebildete meteorische Wässer. Zum anderen beinhaltet es Mischwässer mit signifikanten Wasser-Gesteins-Wechselwirkungen. Gemeinsam haben Sie alle einen Ionentauschcharakter und zeigen einen deutlichen Einfluss von terrestrischen Gesteinen, wie beispielsweise Sandsteinen. Dies ist insofern überraschend, da in dem Reservoir des Oberjuras eine deutlich stärkere Prägung des Tiefengrundwassers durch marine Karbonate erwartet wurde.

Um diesen Widerspruch aufzulösen, sollen in den nächsten Schritten auch die Reservoirgesteine aus Bohrungen eingehender untersucht werden, um mehr über die Gesteins-Wasser-Wechselwirkungen zu erfahren und Zusammenhänge herzustellen. In diesem Rahmen wird Prof. Dr. Hans G. Machel von der University of Alberta in Kanada, der weltweit Gesteins-Wasser-Wechselwirkungen in Karbonaten untersucht hat, nach München kommen. Am 21. Februar 2018 bietet der Lehrstuhl für Hydrogeologie an der TUM zusammen mit Enerchange ein Praxisforum-Intensivseminar mit Prof Dr. Hans Machel an, in dem er seine langjährigen Erfahrungen mit Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen vorstellt und im Speziellen die Übertragbarkeit auf das bayerische Molassebecken diskutiert. Weitere Informationen sind über die Webseite des Praxisforum Geothermie.Bayern zu erhalten. Hier geht es zur Anmeldeseite.

(js)
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