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Geothermie Glossar
Arteser / Artesischer Austritt
Liegt ein Grundwasser führender Horizont unterhalb einer undurchlässigen Schicht, kann in diesem ein hoher hydraulischer Überdruck bestehen. Bei einem sogenannten Arteser liegt die Grundwasserdruckfläche über der Geländeoberfläche. Bohrt man einen solchen Arteser an, tritt das Wasser an der Erdoberfläche aus (=artesischer Austritt).
Aquifer
Locker- oder Festgesteinshorizont, welcher wasserdurchlässig ist und somit als Grundwasserleiter wirken kann.
Chemische Stimulation
Diese dient der Verbesserung der Durchlässigkeit natürlicher Aquifere (hydrothermale Systeme) oder künstlich geschaffener Wärmetauscher (petrothermale Systeme) und kann bei karbonatischen Gesteinen bzw. Zementationen verwendet werden.
Dublette
Bei einer Dublette verfügt die tiefengeothermische Anlage über zwei Bohrungen: eine Förder- und eine Injektionsbohrung. Der Tiefenwasserkreislauf ist geschlossen, dies im Unterschied zur Singlette (siehe unten).
Durchlässigkeit
Die Durchlässigkeit eines Gesteins beschreibt die Möglichkeit, ob und wie viel Wasser durch vorhandene Hohlräume das Gestein / das Gebirge durchfliessen kann.
Energie
Es gibt unterschiedlichste Energieformen, z. B. thermische und elektrische Energie. Thermische Energie wird auch als Wärme, elektrische Energie als Strom bezeichnet. Energie kann von einer Form in eine andere wechseln. Wärme kann beispielsweise in Strom umgewandelt werden, wobei die Konvertierung thermodynamisch bedingt nicht vollständig möglich ist. Energie wird mit der Einheit Wh angegeben. In der Geothermie werden meist kWh (= 1000 Wh) oder MWh (= 1 Mio. Wh) verwendet. Für die eindeutige Unterscheidung von elektrischer bzw. thermischer Energie wird beispielsweise kWhel bzw. kWhth verwendet.
Entzugsleistung
Die Entzugsleistung ist die Wärmemenge, die ein technisches System dem Untergrund pro Zeiteinheit entzieht. Sie wird in Watt angegeben.
Erdbebengefährdung
Die Erdbebengefährdung beschreibt die Wahrscheinlichkeit, mit der an einem bestimmten Ort an der Erdoberfläche Erschütterungen einer bestimmten Stärke auftreten.
Erdbebenrisiko
Das Erdbebenrisiko wird nicht nur durch die Erdbebengefährdung, sondern auch durch weitere Faktoren bestimmt. Dies sind insbesondere Besiedlungsdichte, Bauwerkstabilität und vorhandene Vermögenswerte.
Erdwärmenutzung
Die spezifische Wärmenutzung ist die Wärmemenge, welche mittels Erdwärmesonden aus dem Untergrund gewonnen werden kann.
Erdwärmesonde (EWS)
Erdwärmesonden sind vertikal in den Untergrund gebohrte Wärmetauscher von mehreren Dekametern bis ca. 400 Metern Länge. Erdwärmesonden können mit unterschiedlichen Wärmeträgermedien betrieben werden. Am meisten verbreitet sind Doppel-U-Sonden mit Sole (Wasser mit Zusatz von Frostschutzmittel) oder reinem Wasser als Wärmeträger. Erdwärmesonden werden sowohl als Einzelanlagen als auch als Erdwärmesonden-Felder mit 10 bis mehrere Hundert miteinander gekoppelte Erdwärmesonden erstellt.
Erkundung
Unter Erkundung wird die Erforschung der Untergrundverhältnisse verstanden. Es gibt indirekte (geophysikalische Untersuchungen) und direkte Methoden (Bohrungen). Ziel ist es, Informationen über die entscheidenden geologischen Parameter wie z. B. Untergrundaufbau (Tiefenlage Zielhorizont), Durchlässigkeit oder vorhandene Störungen etc. zu erhalten. Die gewonnenen Daten werden interpretiert und darauf basierend Untergrundmodelle erstellt.
Erschliessung
Die Erschliessung umfasst insbesondere den Bohrvorgang. Allfällig durchgeführte Stimulationsmassnahmen und Tests werden ebenfalls dieser Projektphase zugeteilt.
Fracking
Wird auch "hydraulische Frakturierung" genannt. Dabei wird Gestein im tiefen Untergrgund aufgebrochen, indem unter hohem Druck eine Flüssigkeit (Wasser, meist mit Stützmitteln und Verdickungsmitteln) eingebracht wird. Bei der Nutzung von schwer erschliessbaren Gasvorkommen. Theoretisch auch zur Bildung eines künstlichen Reservoirs für die thermische Nutzung des Wassers. Hier wird aber eher von -> "hydraulischer Stimulation" gesprochen.
Gewinnung
Bei der Gewinnung wird die im Untergrund gespeicherte Erdwärme durch eine oder mehrere Bohrungen an die Erdoberfläche transportiert. Die gewonnene Wärme stammt entweder aus Tiefenwasser (> hydrothermal) oder Festgestein (> petrothermal).
Hydraulische Stimulation
Durch das Einpressen von Wasser (ohne chemische Zusätze) unter hohem Druck werden Schwächezonen im Gestein so aufgedrückt und gegeneinander bewegt, dass sich die ursprünglich geringe Durchlässigkeit im Untergrund erhöht. Damit können auch ursprünglich relativ wasserundurchlässige Gesteine als Wärmetauscher für geothermische Anlagen genutzt werden.
Hydrothermale Systeme
Hydrothermale Systeme nutzen im Untergrund vorhandene heisse Tiefenwässer als Wärmequelle. Ist die natürliche Fliessrate im Untergrund für eine wirtschaftliche Nutzung nicht hoch genug, kann zur Verbesserung eine chemische und/oder hydraulische Stimulation durchgeführt werden, um die Fliessrate zu steigern.
Induzierte Seismizität
Induzierte Seismizität ist unmittelbar auf menschliche Tätigkeiten zurückzuführen. Sie kann immer dann auftreten, wenn die natürlichen Spannungszustände im Untergrund durch menschliche Eingriffe verändert werden, wie beispielsweise beim Bergbau, beim Aufstauen künstlicher Seen oder auch bei hydraulischen Stimulationen. Bewirkt eine menschliche Aktivität hingegen das verfrühte Auftreten eines natürlichen Erdbebens, spricht man von getriggerter Seismizität.
KW
Kilowatt. Einheit der thermischen bzw. elektrischen Leistung (siehe «Leistung»).
KWh
Kilowattstunde. Einheit von Energie, wie z. B. Wärme (siehe «Energie»).
Leistung
Die Leistung einer Anlage beschreibt, wie viel thermische bzw. elektrische Energie (Wärme bzw. Strom) pro bestimmte Zeiteinheit erzeugt werden kann. Leistungen werden in Watt [W] angegeben. In der Tiefen Geothermie werden in der Regel MW (= 1 Mio. W) verwendet. Zur eindeutigen Unterscheidung von thermischer und elektrischer Leistung wird auf die Bezeichnung MWth bzw. MWel zurückgegriffen.
Petrothermale Systeme
Bei petrothermalen System wird die Wärme aus dem Festgestein gewonnen. Um diese an die Oberfläche zu fördern, wird Wasser in den tiefen Untergrund gepumpt. Um die Wärme aufnehmen zu können, muss das zugeführte Wasser jedoch durch das Gesten zirkulieren können. Aus diesem Grund erfolgt eine hydraulische Stimulation, welche den künstlichen «Durchlauferhitzer» erzeugt.
Reprocessing
Bei einem Reprocessing werden bestehende seismische Rohdatensätze, welche innerhalb der letzten rund 50 Jahre meist im Zuge der Kohlenwasserstoffexploration gewonnen wurden, neu bearbeitet. Dies ermöglicht nicht nur Störsignale zu reduzieren bzw. zu eliminieren, sondern gleichzeitig auch die seismischen Signale zu verbessern.
Singlette
Bei einer Singlette verfügt die tiefengeothermische Anlage nur über eine Förderbohrung. Nach dem Wärmeentzug wird das geförderte Tiefenwasser unter Berücksichtigung geltender gewässerschutzrechtlicher Regelungen in ein Oberflächengewässer eingeleitet.
Stimulation
Stimulationsmassnahmen werden durchgeführt, um die natürliche Förderrate aus Aquiferen zu erhöhen oder um einen künstlichen Wärmetauscher zu erzeugen. Es wird zwischen chemischer und hydraulischer Stimulation unterschieden, welche einzeln oder kombiniert eingesetzt werden können.
Thermische Leistung
Siehe «Leistung».
Tiefe Geothermie
- Wärmegewinnung aus einer Tiefe ab ca. 500 m.
- Geeignet für grössere Anlagen.
- bei offenem Wasserzirkulationssysteme im Gestein.
Je nach Nutzungszweck und den dafür erforderlichen Temperaturen werden unterschiedliche Tiefenlagen erschlossen.
Anlagen für tiefe Geothermie bedürfen, je nach Grösse der Anlage, einer UVP und brauchen Bewilligungen und Konzessionen. Die Bohrbewilligung erteilt das Amt für Umwelt.
Untiefe Geothermie
Der Nutzungsbereich untiefer oder oberflächennaher Geothermie reicht bis in eine Tiefe von ca. 500 Metern. Die Wärmenutzung erfolgt in der Regel mit Hilfe von Wärmepumpen, welche die Temperatur auf das erforderliche Niveau bringen. Die oberflächennahe Erdwärme kann für unterschiedliche Zwecke genutzt werden, von Heizen und Kühlen von privaten, öffentlichen oder industriellen Gebäuden bis zu Schnee- und Eis-Freihalten von Plätzen, Rampen oder Brücken.
Die Nutzung der Erdwärme unterliegt gewissen Einschränkungen. Diese dienen dem Schutz der betroffenen Ökosysteme, z.B. des Grundwassers. Auskunft über Verbotsgebiete gibt die Erdwärmekarte auf dem Kartenportal www.geo.tg.ch / Karten / Umwelt / Erdwärme.
Wärme
Thermische Energie (siehe «Energie»).