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Dr. Paromita Deb

1. Preis des Jahres 2022

Resource Assessment and Performance Predictions in Unconventional Geothermal Reservoirs

Institute for Applied Geophysics and Geothermal Energy, RWTH Aachen University

© Paromita DebDr. Paromita Deb (1. Preis): "Resource Assessment and Performance Predictions in Unconventional Geothermal Reservoirs", Institute for Applied Geophysics and Geothermal Energy, RWTH Aachen University
Copyright: Paromita Deb

In der zum Wettbewerb eingereichten Dissertation beschäftigte sich Frau Dr. Deb mit der Entwicklung fortschrittlicher Stimulationstechniken für geothermische Reservoire, um eine deutlich höhere Genauigkeit für die Vorhersage des geothermischen Potenzials des zu beurteilenden Feldes zu erreichen.

Kurzdarstellung der Forschungsarbeit:

Derzeit gelingt es meist nicht, umweltfreundliche geothermische Energie aus dem heißen, nicht oder nur gering durchströmbaren tiefen Untergrund zu gewinnen, um sie direkt zu nutzen oder in elektrische Energie umzuwandeln. Dies scheitert einerseits an der in der Regel schlechten Datenlage, andererseits an der noch immer nicht vollständig verstandenen und daher im Ergebnis nicht vorhersagbaren hydraulischen Stimulation von Tiefengestein. Vor dem Hintergrund der Bemühungen um eine Umstellung des Energiesektors auf erneuerbare und umweltfreundliche Energien ist die Überwindung dieser Hemmnisse heute eine der großen gesellschaftlichen Herausforderungen für die Geowissenschaften.

Die Bewertung der Ressourcen geothermischer Reservoire und die Vorhersage des zeitlichen Verlaufs ihrer thermischen bzw. elektrischen Leistung hängt entscheidend ab von der Anzahl und Qualität der verfügbaren Erkundungsdaten. Ist dies für die konventionellen Dampf- oder Heißwasser-Reservoire schon herausfordernd, so ist dies für unkonventionelle Reservoire oft noch schwieriger, insbesondere für die superheißen und die technisch angelegten geothermischen Systeme. Die geringe Anzahl von Daten aus den üblicherweise spärlichen Erkundungsbohrungen oder das ausschließliche Vorhandensein von an der Oberfläche gewonnenen Daten führen dazu, dass das ggf. zugrunde liegende magmatische System, die Gesteinseigenschaften und die gekoppelten physikalischen und chemischen Prozesse im Untergrund nur unzureichend bekannt sind. In ihrer Arbeit untersuchte Frau Dr. Deb jede dieser drei Einflussgrößen auf regionaler-, Reservoir- und Laborskala. Sie entwickelte eine Methodik zur Rekonstruktion des thermischen Regimes in aktiven Vulkanfeldern, welche durch mehrere magmatischen Intrusionen zu unterschiedlichen Zeiten geprägt sind. Auf der Reservoirskala analysierte sie den Einfluss von schlecht- oder unbekannten Gesteinseigenschaften auf die Planung und Leistungsvorhersage einer Anlage zur Erdwärmenutzung. Mit anspruchsvollen Laborexperimenten untersuchte sie die beim hydraulischen Aufbrechen von geringpermeablem Felsgestein wirksamen nichtlinearen, gekoppelten hydraulischen und bruchmechanischen Prozesse. Damit schuf sie einen Datensatz zur Verifikation numerischer Modelle zur Simulation dieser Prozesse bei der hydraulischen Stimulation zur Erzeugung technisch angelegter geothermischer Systeme.



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