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Multifunktionaler Sensor zur Überwachung von Untergrundspeichern durch flächendeckendes ortsaufgelöstes Monitoring von Gasen, Temperatur und Gefügebewegungen im Boden

  • Untergrundspeicher für Roh- und Abfallstoffe gewinnen zunehmend an Bedeutung. Verwendet werden sie vor allem für Stoffe wie Erdgas, Wasserstoff, Erdöl und neuerdings auch für Kohlen-stoffdioxid (CO2). Diese Stoffe werden meist unter Druck in Kavernen- oder Porenspeichern einge-lagert. Die Speicher dienen einerseits zum Ausgleich von Ungleichgewichten zwischen Ange-bot/Förderung und Nachfrage/Verbrauch und zur Erhöhung der Versorgungssicherheit. Anderer-seits bestehen Konzepte Abfallstoffe oder Gefahrstoffe für die Umwelt (aktuell CO2-Speicherung) dort für lange Zeiträume einzulagern. Mit den Einlagerungsstoffen verbunden ist ein signifikantes Gefahrenpotential für Mensch und Umwelt, falls es trotz aller Sicherheitsmaßnahmen zu einem unkontrollierten Austritt dieser Stoffe kommen sollte. Daher kommt dem Monitoring derartiger Untergrundspeicher und den darüber befindlichen Bodenstrukturen eine extrem hohe Bedeutung zu. Ein hochaktuelles Beispiel, das die Überwachung entsprechenderUntergrundspeicher für Roh- und Abfallstoffe gewinnen zunehmend an Bedeutung. Verwendet werden sie vor allem für Stoffe wie Erdgas, Wasserstoff, Erdöl und neuerdings auch für Kohlen-stoffdioxid (CO2). Diese Stoffe werden meist unter Druck in Kavernen- oder Porenspeichern einge-lagert. Die Speicher dienen einerseits zum Ausgleich von Ungleichgewichten zwischen Ange-bot/Förderung und Nachfrage/Verbrauch und zur Erhöhung der Versorgungssicherheit. Anderer-seits bestehen Konzepte Abfallstoffe oder Gefahrstoffe für die Umwelt (aktuell CO2-Speicherung) dort für lange Zeiträume einzulagern. Mit den Einlagerungsstoffen verbunden ist ein signifikantes Gefahrenpotential für Mensch und Umwelt, falls es trotz aller Sicherheitsmaßnahmen zu einem unkontrollierten Austritt dieser Stoffe kommen sollte. Daher kommt dem Monitoring derartiger Untergrundspeicher und den darüber befindlichen Bodenstrukturen eine extrem hohe Bedeutung zu. Ein hochaktuelles Beispiel, das die Überwachung entsprechender Bodenflächen fordert, ist die unterirdische CO2-Speicherung im Rahmen der CO2-Abscheidung und -Speicherung (Carbon Dioxide Capture and Storage, CCS). CCS gilt als wichtige Brückentechnologie der Energiewirtschaft und wird weltweit vorangetrieben, während die Sicherheit von Bevölkerung und Biosphäre noch kont-rovers diskutiert wird. Auch die EU setzt auf CCS und gibt in der EU-Richtlinie 2009/31 als Ziel-setzung bis 2015 vor, 15 Pilotanlagen zu bauen und in Betrieb zu nehmen. Als Bedingung für die Genehmigung der CO2-Speicherung ist explizit die Überwachung der Speicheranlagen durch Monito-ring vorgeschrieben, wobei die technisch besten Lösungen zum Einsatz kommen sollen. Das zu entwickelnde Messsystem adressiert neben den o.g. Anwendungsfeldern weitere, bei denen insbesondere die Emission von Gasen ein Risiko für Mensch und Umwelt darstellt oder wirt-schaftlichen Schaden verursachen kann. Hierzu zählen die Überwachung von Abfalldeponien, Ge-fahrgutlagerstätten, kontaminierten Altlastengebieten, Moor-, Torf-, Kohleflözen (präventive Branderkennung) und geodynamisch aktiven Regionen. Auch moderne Fördertechnologien, wie das Hot-Dry-Rock-Verfahren (HDR) zur Energiegewinnung durch Einpressen von überkritischem CO2 in den Erdkörper, das die Beweglichkeit eines Gases mit der Dichte einer Flüssigkeit kombiniert und Wärmeaustausch im Erdinneren bewirkt, bergen das Risiko unkontrollierter Gasemissionen und bedürfen der umfassenden Überwachung.zeige mehrzeige weniger

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Autoren/innen:Matthias Bartholmai, Patrick P. Neumann
Dokumenttyp:Forschungsbericht
Veröffentlichungsform:Graue Literatur
Sprache:Deutsch
Jahr der Erstveröffentlichung:2015
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.1 Sensorik, mess- und prüftechnische Verfahren
Erste Seite:1
Letzte Seite:13
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:CCS; Gassensor; Gasspeicher; Verteilte Sensorik
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Energie
Energie / Energiespeicherung
Umwelt
Umwelt / Umweltschadstoffe
Analytical Sciences
Analytical Sciences / Sensorik
DOI:https://doi.org/10.2314/GBV:867138327
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:30.11.2017
Referierte Publikation:Nein