Hannes Hofmann¹, Günter Zimmermann¹, Ernst Huenges¹, Simona Regenspurg¹, Santiago Aldaz¹, Claus Milkereit¹, Sebastian Heimann¹, Torsten Dahm¹, Arno Zang¹, Oliver Rach¹, Francesco Grigoli², Dimitrios Karvounis², Marco Broccardo², Stefan Wiemer², Vala Hjörleifsdóttir³, Bjarni Reyr Kristjánsson³, Sveinbjörn Hólmgeirsson⁴

¹Helmholtz Zentrum Potsdam GFZ Deutsches GeoForschungsZentrum, Deutschland; ²Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Schweiz; ³Reykjavik Energy, Island; ⁴GeoEnergy Consulting, Island

Die Wärmeversorgung von Reykjavik wird nahezu ausschließlich über Geothermie sichergestellt. Das jüngste Wachstum der Stadt hat die vorhandenen Kapazitäten jedoch an ihre Grenzen gebracht. Eine Möglichkeit, die Energieversorgung zeitnah und wirtschaftlich zu erhöhen, ist die Verbesserung der hydraulischen Leistung bestehender Bohrungen. Frühere Erfahrungen aus Reykjavik haben gezeigt, dass die hydraulische Stimulation eine mögliche Methode ist, um dieses Ziel zu erreichen. In den letzten Jahren wurde jedoch klar, dass die Injektion von Wasser unter Umständen spürbare Erdbeben auslösen kann. Folglich wurden Konzepte für sanfte Stimulationsmaßnahmen entwickelt, um die hydraulische Leistung zu erhöhen und gleichzeitig Umwelteinflüsse wie induzierte Seismizität zu minimieren. Diese Konzepte werden aktuell auf unterschiedlichen Skalen getestet und weiterentwickelt. In einem Demonstrationsprojekt im Oktober 2019 wurden auf der Halbinsel Geldinganes nahe dem Stadtzentrum von Reykjavik mehr als 20.000 m³ Wasser in mehreren Stufen und mit verschiedenen Injektionsschemata in die 1832 m lange und 1550 m tiefe Bohrung RV-43 in geklüfteten Basalt und Gabbro injiziert. Die Injektivität der Bohrung war druckabhängig und wurde um bis zu einem Faktor 3 verbessert. Dabei wurde mit einer maximalen Momentenmagnitude von 0.05 keine spürbare Seismizität induziert. Zum ersten Mal wurde ein anpassungsfähiges seismisches Ampelsystem auf Grundlage einer a priori seismischen Risikoanalyse angewandt. Dabei wurde die Bewertung des seismischen Risikos anhand von Echtzeitbeobachtungen laufend aktualisiert. Die größten Herausforderungen waren: die hydraulische Isolation einzelner Abschnitte entlang des 1130 m langen, 38° geneigten, stark geklüfteten, und 18 Jahre alten offenen Bohrlochbereichs mit Packern, kontinuierliche Bohrlochmessungen, und die Dichtigkeit von Verrohrung und Zement. Auf Grundlage dieser Erfahrungen kann die Leistung weiterer vorhandener und neuer Geothermiebohrungen in Reykjavik in Zukunft mit reduzierten technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Risiken verbessert werden.

Kurzer Lebenslauf der vortragenden Autorin / des vortragenden Autors:
Seit 07/2020: Leiter der Helmholtz Nachwuchsgruppe ARES am GFZ Potsdam
2017-2020: Postdoc im EU Projekt DESTRESS am GFZ Potsdam
2015-2017: Postdoc im Industrieprojekt EGRPlus an der Universität Groningen, NL
2012-2015: PhD in Petroleum Engineering an der Universität von Alberta, Kanada
2009-2011: Msc in Geotechnologie an der Technischen Universität Berlin
2005-2008: Bsc in Geotechnologie an der Technischen Universität Berlin

Präsentation (PDF)