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Lehrstuhl für Allgemeine und Historische Geologie
Prof. Dr. Christoph Heubeck
Forschungsschwerpunkte
Transport und Sedimentation von Materie an der Oberfläche der Erde; Wechselwirkung von Sedimentverteilungsmustern
mit Bio-, Atmo- und Hydrosphäre über geologische Zeiträume (Heubeck, Köhler, Voigt)
Mikropaläontologische Untersuchungen, vor allem Paläomilieurekonstruktion kontinentaler und randmariner Ablage-
rungsräume des Quartärs; aktualistische, biostratigraphische und taxonomische Studien im Rahmen von Geoarchäologie,
Paläoklima-, Biodiversitäts-, Küsten- und Umweltforschung (Frenzel)
Untersuchungen zur sicheren und langfristigen Speicherung von H
2
und CO
2
in tiefen Sandsteinvorkommen und geologi-
schen Strukturen; Auswirkungen möglicher Reaktionen zwischen H
2
/ CO
2
und Komponenten von Speichergesteinen
(Mineralbestand, Formationsfluid, Biozönosen, Kohlenwasserstoffverbindungen) auf Reservoirqualität und -dichtigkeit
(Pudlo)
Regionale Geologie und Erdgeschichte Thüringens und Mitteldeutschlands; Grundlagen der geothermischen und hydro-
geologischen Nutzung; Interaktion zwischen der Verkürzung und Heraushebung von Gebirgszügen und der Absenkung
und Füllung angrenzender Sedimentbecken (Voigt, Heubeck)
Geologische Hinweise auf die Oberflächenbedingungen der frühen Erde; Entstehung und Ausbreitung des frühen Lebens
(Heubeck, Köhler)
100 — FORSCHUNG
Untertagespeicherung von Energierohstoffen
Dr. Dieter Pudlo und Mitarbeiter koordinieren das BMBF-
Leuchtturmprojekt H2STORE (= Hydrogen to Store), in
welchem zehn Universitäts- und Forschungseinrichtungen
mit sechs Industriepartnern kooperieren. Dieses Projekt
untersucht die hydraulischen, mineralogischen, geoche-
mischen und biogenen Wechselwirkungen der Untertage-
speicherung von Wasserstoff in konvertierten Gaslager-
stätten, eine der postulierten Schlüsseltechnologien der
Energiewende.
Sorgfältig ausgewählte Bohrlochproben von sieben
Lokationen und damit unterschiedlichen Gesteins- und
Formationsfluidzusammensetzungen sowie Druck- und
Temperaturbedingungen werden zunächst genauestens
mineralogisch, chemisch, mikrotomographisch und petro-
physikalisch untersucht (Abb. 1). Dann wird den Proben im
Labor unter realistischen und standortspezifischen Bedin-
gungen (p, T, Xfluid) H
2
oder CO
2
zugesetzt; nach einiger
Zeit werden die Untersuchungen wiederholt.
Wir beobachten zahlreiche und unterschiedlich starke
Reaktionen zwischen den Komponenten, die sich in Mine-
rallösung oder -fällung ausdrücken, aber standort- oder
materialabhängig und deswegen nicht verallgemeinerbar
sind. Die Ergebnisse scheinen zu widerlegen, dass sich H
2
gegenüber Mineralen und Gesteinen weitestgehend inert
verhält. Vielmehr erhöhen die beobachteten Minerallö-
sungsreaktionen die Porosität der Speichergesteine mess-
bar. Die Analyse von Mikrotomographie-Datensätzen zeigt
zum Teil eine engere Vernetzung der Migrationswege der
Formationsflüssigkeiten, aber teilweise auch eine Verstop-
fung und Zerstörung dieser Bahnen durch Mineralfällung
oder Partikeltransport. Eine Auswirkung auf die überla-
gernden, den Speicher abdichtenden Tonablagerungen ist
allerdings, wenn überhaupt, nur in äußerst geringem Maße
zu beobachten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Untertage-
speicherung von H
2
komplexer ist als angenommen; daher
haben die Beteiligten bereits ein Nachfolgeprojekt beim
BMWi beantragt.
Abb. 1. Mikroskopische Dünnschliffaufnahme eines hochporösen
Speichersandsteins aus den Rotliegendschichten des
Norddeutschen Beckens (ca. 3.500 m Teufe). Der Porenraum,
nutzbar als Speicherraum, ist blau angefärbt. Der Sandstein
besteht v. a. aus Quarz (weiß), Feldspäten und
Gesteinsbruchstücken/Lithoklasten (fleckig grau).