| Abstract |
In geothermischen Kreislaeufen, die der Energiegewinnung dienen, sind geochemische Veraenderungen der gefoerderten Waesser unumgaenglich. Das Fluid wird dabei obertaegig einer Druckentlastung und Temperaturerniedrigung unterzogen, wodurch das urspruengliche, im Gleichgewicht befindliche Wasser, modifiziert wird. Der Saettigungsgrad einzelner Mineralphasen wird dadurch in den Bereich der Übersaettigung verschoben und Ausfaellungen sind die Folge. Bei der Betrachtung von einigen Geothermieanlagen bestehen diese Praezipitationen zumeist aus Baryt (BaSO4) und Calcit (CaCO3).Ein experimentelles Forcieren solcher Ausfaellungen wird in dem Versuchsstand „HydRA“ (am KIT in Karlsruhe) durchgefuehrt. Dies ist eine Durchflussapparatur, in der geothermische Bedingungen bis in eine Tiefe von 4 km mit einem Temperaturmaximum von 250 °C simuliert werden koennen. Es werden, auf Basis einer salinaren Matrix, zwei verschiedene Loesungen angesetzt und diese unter kontrollierten Bedingungen zusammengefuehrt. In der resultierenden dritten Loesung wird dadurch eine definierte Übersaettigung an der zu beobachtenden Mineralphase hervorgerufen. Der Durchfluss erfolgt mit dieser dritten Loesung und hat zur Folge, dass in dem Probenkoerper Ausfaellungen herbeifuehrt werden.Untersuchungen zielen dabei auf die Effekte bezueglich der Reaktionskinetik des zu betrachtenden Minerals. Des Weiteren wird der Mechanismus (homogen / heterogen) der Keimbildung untersucht, der zu einem fortfuehrenden Kristallwachstum fuehren kann. Variable Einflussparameter sind dabei der Grad der Übersaettigung, sowie die Geraeteparameter Druck und Temperatur. Ein inerter Probenkoerper dient dabei in der ersten Phase dem Grundverstaendnis genau dieser beschriebenen Reaktionen. Natuerliche Reservoirgesteine, wie Buntsandstein, Kalkstein und kristallines Gestein, werden in einem naechsten Schritt in die Durchflusszelle eingebaut, um moegliche geochemische Veraenderungen der Gesteinsmineralogie zu untersuchen.In geothermischen Anlagen ist eine dauerhafte und stoerungsfreie Energieproduktion angestrebt, da Geothermie u.a. die Grundlastfaehigkeit als herausstechendes Merkmal gegenueber anderen erneuerbaren Energien aufweist. Die Resultate dieser Untersuchungen soll genau dies unterstuetzen. Ein, auf die standortspezifische Hydrochemie, angepassten Anlagenbetrieb kann individuell experimentell nachgebildet werden. |