Verbundvorhaben:
Digitaler Zwilling der Reservoirintegrität von geologischen CO2-Speichern
Projektpartner:
Geodynardo GmbH, Steubenstr. 25 99423 Weimar (Verbundkoordinator)
Bauhaus-Universität Weimar, Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Institut für Strukturmechanik
Projektleitung/Team:
Prof. Dr.-Ing. habil. Carsten Könke
Dr.-Ing. habil. Thomas Most (Ansprechpartner)
Dr.-Ing. Christian Walther (Mitarbeiter)
Institut für Strukturmechanik
Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
Laufzeit: 15. Mai 2025 bis 14. Mai 2028
Drittmittelgeber: Thüringer Aufbaubank
Fördersumme:
333.532,08 Euro BUW
Beschreibung und Zielstellung:
Zur Reduktion der Klimaerwärmung ist eine Abscheidung und Speicherung von CO2 in geeigneten geologischen Formationen, bekannt unter dem Begriff Carbon Capture Storage (CCS), notwendig. Eine Skalierung von Kapazitäten von CCS von heute rund 40 Millionen Tonnen CO2 jährlich auf mindestens 500 Millionen Tonnen jährlich schon bis 2030 wird vom Weltklimarat seit 2022 als notwendiger Baustein zur Reduzierung der Erderwärmung eingefordert. Je mehr Reduktionsziele in anderen Sektoren nicht erreicht werden, umso wichtiger und mengenmäßig größer wird der Baustein CCS innerhalb aller skizzierten CO2 Entnahme- und Reduktionsstrate-gien (Carbon Dioxide Removal) des Weltklimarates. Dabei ist die Dichtigkeit der geologischen Formation, in die CO2 verpresst wird, durch einen geologischen Einschluss mittels undurchlässiger Barrieren zu sichern. Erfahrungen bisheriger industrieller CCS-Projekte mit mehreren Millionen Tonnen an verpresstem CO2 zeigen, dass eine Einbringung derartiger Mengen an CO2 zu Rissbildungen im Reservoir führen wird. Deshalb wird es notwendig, die Reservoirdichtigkeit, insbesondere die Integrität wichtiger Barrieren während der Injektionsphase und darüber hinaus zu überwachen. In dem Forschungsvorhaben sollen numerische Berechnungsverfahren entwickelt werden, die das Verhalten eines Speicherreservoirs computergestützt prognostizieren können. Mit diesen Verfahren können bereits während der Injektionsphase die Risiken von Rissbildungen bzw. Undichtigkeiten minimiert und der Injektionsprozess optimiert werden. Während der langjährigen Betriebsphase kann der Überwachungsprozess sowie das Risikomanagement signifikant unter-stützt werden. Die entwickelten numerischen Berechnungsverfahren sollen direkt an Messungen rissrelevanter Phänomene anhand von industriellen Speicherprojekten an Land (Onshore) und auf See (Offshore) kalibriert werden. Diese kalibrierten numerischen Modelle sollen für konkrete Anwendungsszenarien in Digitalen Zwillinge überführt werden, die es erlauben, direkte Entscheidungen im Einsatz mit geringen Berechnungsaufwand zu ermöglichen.
Erwartete Ergebnisse:
- Effiziente Verfahren zur Modellkalibrierung eines Reservoirsimulators
- Stochastische Modellierung und Berechnung der Reservoirintegrität
- Entwicklung von Metamodellen für einen digitalen Zwilling
- Digitale Testumgebung für Demonstratoranwendungen