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Geothermie - Energie aus dem Erdreich
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Geothermieprojekt Sittertobel St. Gallen
20. Juli 2013: Mikrobeben mit der Magnitude 3,6

Erderschütterungen aufgrund von Geothermieprojekt in St.Gallen

20. Juli 2013: Am Samstagmorgen, 20. Juli 2013, um 5.30 Uhr ist es in St.Gallen aufgrund des Geothermieprojekts zu Erderschütterungen mit einer Stärke bis zu M 3,6 (M = Magnitude) gekommen. Ein erster Befund aufgrund der Untersuchungen hatte in den letzten Tagen gezeigt, dass die Gesteinsschicht "Klüftigkeiten" aufweist, was für das Geothermieprojekt eine positive Nachricht ist.

Unerwarteter Weise ist am Freitagmittag, 19. Juli 2013, während der Vorbereitung der planmässigen Fördertests Gas im Bohrloch festgestellt worden. Aufgrund des Gases stieg der Druck im Bohrloch und Wasser trat aus. Das Bohrloch wurde daraufhin geschlossen und gesichert. Die Situation ist unter Kontrolle. Es bestand und besteht für die Bevölkerung keine Gefahr.

Chronologischer Ablauf

Freitag, 19. Juli 2013: 12 Uhr Am Freitagmittag, 19. Juli 213, wurde in der Vorbereitung der planmässigen Fördertests unerwartet Gas im Bohrloch festgestellt. Aufgrund des Gases stieg der Druck im Bohrloch.

Freitag, 19. Juli 2013: 13 Uhr Aufgrund des erhöhten Drucks tritt Wasser aus dem Bohrloch aus. Das Bohrloch wurde darauf verschlossen.

Freitag, 19. Juli 2013: 14.45 Uhr Massnahmen zum Druckabbau wurden eingeleitet. Dazu wurde Wasser ins Bohrloch gepumpt. Ziel war, die Druckverhältnisse zu stabilisieren. Gleichzeitig wurde die "Schwere Spülung" vorbereitet. Diese wurde ergänzend zum Wasser dem Bohrloch zugeführt.

Samstag 20. Juli 2013: 05.30 Uhr Erschütterung, Druck im Bohrloch abgebaut. Sicherung des Bohrlochs erfolgreich abgeschlossen.

Quelle: Text Stadt St. Gallen, Technische Betriebe Sankt Galler Stadtwerke,20. Juli 2013

Montag 22. Juli 2013: Seit den Ereignissen bei der Geothermiebohrung von Ende letzter Woche wurden die Bohrlochstabilisierungsmassnahmen im Sittertobel weiter vorangetrieben. Dafür wurde zur temporären Abdichtung des Bohrlochs das Bohrgestänge bis in grosse Tiefe eingebaut und weiter Verstopfungsmaterial in die vermutlich vorhandenen offenen Klüfte im Untergrund verpumpt. Das Bohrloch steht aktuell nicht mehr unter Druck. Die Situation vor Ort ist damit weiterhin unter Kontrolle und die Projektbeteiligten arbeiten zielstrebig darauf hin, weitere Untersuchungen durchführen zu können.

Mittwoch 20. Juli 2013: Die Dichtungsmassnahmen am Fusse des Bohrlochs sind abgeschlossen. Da sich dadurch die Stabilität des Bohrloches weiter verbessert hat, können nun Druckmessungen im Bohrloch durchgeführt werden. Damit können erste Informationen über die in der Tiefe vorherrschenden Bedingungen gewonnen werden, welche als wichtige Grundlage für weitere Entscheide dienen.

Unabhängig von der Entscheidung bezüglich des weiteren Vorgehens ist es aufgrund der neuen geologischen Situation, dass weiterhin Gas im Untergrund vorhanden sein könnte, nicht möglich, die ursprünglich vorgesehenen Produktionstests mit dem sogenannten Airlift-Verfahren durchzuführen. Mit diesem Verfahren hätte ursprünglich das Vorhandensein von Wasser nachgewiesen werden sollen. Aus diesem Grund wurde heute Mittwoch auf dem Bohrplatz damit begonnen, das Airlift-Testequipment abzubauen. Die Abbauarbeiten dauern mehrere Tage und haben keine Konsequenzen auf den Entscheid bezüglich des weiteren Projektverlaufs.

Schadenmeldungen
Bis Mittwochmittag, 24. Juli 2013, sind 77 Schadenmeldungen bei den Sankt Galler Stadtwerken eingegangen. Die Schadenmeldungen reichen von zerbrochenen Vasen bis hin zu Rissen in Fassaden.

Freitag 26. Juli 2013: Die Situation auf dem Bohrplatz stabilisiert sich weiter. Die Erdbeben nehmen in der Häufigkeit und Stärke weiterhin ab, wie es die Experten aufgrund des normalisierten Drucks im Bohrloch und der Nachbebensequenzen erwartet haben. Nach wie vor analysieren externe wie interne Spezialisten die Ereignisse und die entsprechenden Auswirkungen.

Am Freitag haben die Projektverantwortlichen zusammen mit einer Gruppe von Spezialisten – unter anderem Geophysiker, Bohrstellengeologen, Bauherrenbera-ter, Vertreter des Bundesamts für Energie, des Schweizerischen Erdbe-bendiensts, des Amts für Umwelt und Energie des Kantons St.Gallen – den aktuellen Wissensstand diskutiert.

Quelle: Text Stadt St. Gallen, Technische Betriebe Sankt Galler Stadtwerke, Juli 2013

20. Juli 2013: Erdbeben der Stärke M 3,6

Erdbeben bei St. Gallen deutlich verspürt

Der Schweizerische Erdbebendienst an der ETH Zürich hat am Morgen des 20. Juli 2013 um 5:30 Uhr ein Erdbeben der Magnitude 3.6 in einer Tiefe von 4 km bei St. Gallen registriert. Das Erbeben wurde in der Region weiträumig verspürt. Leichte Schäden an Gebäuden sind bei Beben dieser Magnitude und Tiefe nicht auszuschliessen.

Das Erdbeben steht wahrscheinlich in direktem Zusammenhang mit den Test- und Stimulationsmassnahmen im Bohrloch des geplanten Geothermieprojekts St. Gallen. Schon in den letzten Tagen wurden zahlreiche Mikrobeben in der Nähe des Bohrloch-Fusspunkts aufgezeichnet. Die Beben haben dabei in der Nacht vom 19. auf den 20. Juli in Anzahl und Stärke deutlich zugenommen. Ein erstes etwas stärkeres Beben mit Magnitude 2.1 ereignete sich um 02:40 morgens am 20. Juli. Dieses Beben wurde möglicherweise vereinzelt in der unmittelbaren Umgebung verspürt.

Die seismische Aktivität scheint über den Vormittag des 20. Juli wieder abzuklingen, seit den Morgenstunden wurden noch einige weitere kleine Beben registriert, die aber Magnitude 1.4 nicht überstiegen. Weitere Beben sind in den nächsten Tagen unserer Einschätzung nach allerdings nicht auszuschliessen.

Der SED überwacht die seismischen Aktivitäten weiterhin rund um die Uhr und wird die bisher aufgetretenen Beben genauer untersuchen.

Mikrobeben nahe der Tiefbohrung St. Gallen aufgezeichnet

Beim geplanten Geothermieprojekt St. Gallen werden derzeit Test- und Stimulationsmassnahmen im geothermischen Reservoirgesteine in einer Tiefe von 4000 bis 4500 Metern durchgeführt. Der Schweizerische Erdbebendienst (SED) überwacht diese Arbeiten mit einem dichten Netz von sechs Erdbebenstationen, im Rahmen des Projektes GeoBest und in Zusammenarbeit mit den Sankt Galler Stadtwerken (sgsw)und dem Bundesamt für Energie.

Seit dem Beginn des Testprogramms am 14. Juli 2013 hat der Schweizerische SED Erdbebendienst wie erwartet einige Mikrobeben registriert, die im Bereich des Fusspunkts der Tiefbohrung Sankt Gallen GT-1 lokalisiert werden konnten. Die Mikrobeben sind so klein, dass sie nur an den Stationen des speziell für die Überwachung errichteten Netzwerkes aufgezeichnet werden konnten. Für das stärkste Beben, am 14. Juli 2013 um 12:06:35 (UTC), wurde eine Lokalbebenmagnitude (Richterskala) von ML=0.9 bestimmt. Beben dieser Grösse können von Menschen nicht verspürt werden.

Die derzeit beobachtete Seismizität im Bereich der Geotehrmiebohrung GT-1 entspricht bisher den Erwartungen und stellt somit unserer Einschätzung nach keinen Grund zur Beunruhigung dar.

Der Grossraum St. Gallen wird rund um die Uhr seismologisch überwacht und die Ergebnisse in Echtzeit an die Sankt Galler Stadtwerke übermittelt. So ist sichergestellt, dass das Test- und Stimulationsprograms gegebenenfalls, nach dem von Sankt Galler Stadtwerken vorab entwickelten Reaktionsplan, angepasst oder abgebrochen werden kann. Der SED wird die detailliert seismische Überwachung auch in den nächsten Monaten weiter führen.

Quelle: Text Schweizerische Erdbebendienst an der ETH Zürich , 20. Juli 2013
Deep Heat Mining Basel Geothermieprojekt (DHM Basel)

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Tiefe Geothermie und Seismizität

Im August und September 2009 verspürten die Einwohner in Landau leichte Erschütterungen aus dem Untergrund sowie ein Geräusch, das einem Überschallknall glich. Im Untergrund hatten sich Spannungen gelöst und zu Bewegung geführt. Dies alles dauerte nur wenige Sekunden, und es wurden bislang keine Schäden verzeichnet. Die Erdstösse hatten eine Magnitude von 2,7 (August) und 2,5 (September). Sachschäden sind bei diesen geringen Magnituden nicht aufgetreten.

Die durch menschliche Tätigkeiten im Untergrund wie Bergbau, Erdöl-und Erdgasförderung, Talsperrenbau, Tunnelbau hervorgerufenen Erschütterungen werden als induzierte Beben bezeichnet. In der Geothermie entstehen diese Bodenbewegungen in der Regel durch Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks. Dieser verringert die Reibung in natürlichen Rissen -ähnlich einem Schmiermittel - wodurch sich natürlich vorhandene Spannungen im Untergrund lösen können. Die daraus resultierenden seismischen Ereignisse liegen in der Regel in zwei bis fünf Kilometer Tiefe, haben meist eine sehr geringe Magnitude und lösen selten Schäden aus.

Für Anlagen der Tiefen Geothermie ist es wichtig, dass in dem heissen Gestein eine ausreichende Menge an Wasser fliessen kann und sich dabei erhitzt. Falls das Gestein nicht ausreichend durchlässig ist, werden durch Einpressen von Wasser unter Druck bewusst Risse im Gestein geöffnet und erweitert. Dabei entstehen bei jeder Rissbildung und Verschiebung kleine Erschütterungen.

Induzierte Erschütterungen treten meist näher an der Erdoberfläche auf, als die oft sehr tiefen natürlichen Beben. Die Magnituden von induzierten, flachen Ereignissen sind meistens sehr gering. Sie können vom Menschen in der Regel weder gehört noch gespürt werden. In diesen Fällen werden sie nur von Messstationen erfasst.

In Ausnahmefällen, wie beim Geothermieprojekt Basel, traten Erschütterungen auch oberhalb der menschlichen Spürbarkeitsgrenze auf. Das dabei wahrgenommene Knallgeräusch ist für oberflächennahe Ereignisse nicht untypisch. Derartige Ausnahmefälle gilt es durch eine vernünftige Überwachungsstrategie rechtzeitig zu vermeiden. Schäden sind auch bei diesen stärkeren Erschütterungen eher selten und zeigen sich insbesondere unter ungünstigen Bedingungen (z.B. Bauzustand der Häuser) durch Putzrisse. Diese Schäden sind beim Verursacher (z.B. der Betreibergesellschaft) durch eine Versicherung abgedeckt.

Wenn natürliche Spannungen durch den Betrieb eines Geothermiekraftwerks gelöst werden, treten diese Erderschütterungen überwiegend am Anfang des Betriebs, meist in der Errichtungsphase auf. Dies gilt insbesondere für rein hydrothermal betriebene Projekte.

Quelle: Text Bundesverband Geothermie Deutschland, Oktober 2009

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Tiefe Geothermie und Mikrobeben

Der GtV - Bundesverband Geothermie will eine offene Diskussion über Tiefe Geothermie und Mikrobeben. Die Nutzung der Erdwärme für die Energiegewinnung kann zu Entspannungen im Untergrund führen, die jedoch nachweislich nicht geeignet sind, erhebliche Schäden auszulösen.

"Wir werden die Möglichkeit von Mikrobeben beim Einsatz der Tiefengeothermie nicht bestreiten, aber dem Schreckgespenst unbeherrschbarer Erdbeben mit Gefahren für Eigentum und Gesundheit deutlich entgegentreten", erklärt Hartmut Gassner, Präsident des GtV - Bundesverbandes Geothermie.

Im August und September 2009 erlebten die Einwohner Landaus mehrere kleine Beben (so genannte Mikrobeben). Ein Zusammenhang mit dem Betrieb des lokalen Geothermie-Kraftwerks liegt nahe und hat zu einer Diskussion über das Risiko der Nutzung Tiefer Geothermie geführt. Der GtV - Bundesverband Geothermie will den Ergebnissen konkreter Untersuchungen zu Landau nicht vorgreifen. Hierzu Hartmut Gassner: "Wir begrüssen die Einrichtung einer Expertengruppe durch das rheinland-pfälzische Umweltministerium und bieten von Verbandsseite unsere volle Unterstützung an."

Unabhängig von den konkreten Vorkommnissen in Landau gilt jedoch festzustellen, dass beim Bau und beim Betrieb von Geothermie-Kraftwerken Mikrobeben ausgelöst werden können. Die gleichen Phänomene kommen in der der Erdgas- und Erdölförderung und dem Tunnelbau immer wieder vor. Dies hängt zusammen mit den jeweiligen geologischen Strukturen in der Region. Landau liegt am Rande des Oberrheingrabens, ein geologisch sehr bewegtes Gebiet. Im Oberrheingraben treten viele Beben auf, die natürlichen Ursprungs sind; seit Juni 2000 waren dies allein 57, die von ihrer Stärke mit den jüngsten Ereignissen in Landau zu vergleichen sind. Unter solchen tektonischen Verhältnissen können Eingriffe von Menschen zu Mikrobeben führen.

Solche Mikrobeben werden keine oder nur sehr geringe Schäden, wie Putzrisse, auslösen. Diese werden von den Betreibern bzw. deren Versicherungen ersetzt.

Die Öffentlichkeit muss stärker als bisher über die geothermischen Projekte informiert und beim Bau und Betrieb durch geeignete Massnahmen einbezogen werden. Dafür setzt sich der GtV - BV Geothermie ein. Die Sektion Tiefe Geothermie wird deshalb in Kürze eine Arbeitsgruppe "Tiefe Geothermie und Seismizität" einrichten, um die in der Öffentlichkeit auftretenden Fachfragen noch schneller und mit gebündelter Kompetenz beantworten zu können.

Das Schadenspotential und die Umweltbelastung aus der geothermischen Energiegewinnung liegen insgesamt deutlich unter denen der konventionellen Energieerzeugungen aus Kohle, Erdöl und Erdgas. In Deutschland gibt es derzeit über 150 Bergrechte zur Erkundung und Nutzung der Tiefen Geothermie. Viele Projekte werden im Oberrheingraben, in der bayerischen Molasse und vermehrt auch in den restlichen Gebieten Deutschlands entwickelt. Die Möglichkeiten aus heimischer Quelle grundlastfähige, regenerative und CO2-freien Strom,und Kälte zu gewinnen, muss in Deutschland nicht nur erhalten, sondern ausgebaut und unterstützt werden.

Quelle: Text Bundesverband Geothermie Deutschland, September 2009

getriggerte Erdbeben
Erdbebenaktiviät, welche durch den Ausbau und den Betrieb von Geothermieanlagen beeinflusst werden kann.

induzierte Erdbeben
Erdbebenaktivität, durch den Ausbau und den Betrieb von Geothermieanlagen unmittelbar im geothermischen Reservoir ausgelöst werden kann.

Verwerfung
Verwerfungen sind Trennflächen zwischen verschiedenen Gesteinpaketen im Untergrund, an denen sich die Gesteinsmassen relativ zueinander bewegen.

Störungszone
Bereich im Untergrund, welche durch Verwerfungen gestört sind.

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Geothermieprojekt der Stadt St. Gallen: Publikationen
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Seismische Messungen Energiequelle in 4000 m Tiefe St. Galler Erdwärmeprojekt
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St. St. Gallen, Geothermieprojekt
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St. St. Gallen, Geothermieprojekt
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St. St. Gallen, Geothermieprojekt
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Vergleichende Methoden Nachhaltige Energie für Generationen MK Geothermie-Projekt St.Gallen «GT-1 erfolgreich abgeschlossen»
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St. St. Gallen, Geothermieprojekt
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Geothermie
Zwischenbilanz und nächste Schritte
Medienpräsentation Mai 2014
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Geothermieprojekt Deep Heat Mining Basel 2006 - 2009
Geothermie Deep Heat Mining Funktionsweise
Geothermie Deep Heat Mining Kraftwerk
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