Der Einfluss mikrobiellen Wachstums auf die hydraulischen Eigenschaften poröser Gasspeicher
Abstract
Die zeitliche Koinzidenz von hohem Energieverbrauch und Produktionsspitzen an erneuerbarer Energie ist in der Regel als gering zu erachten. Aus dieser Produktionsvolatilität resultiert eine potentielle Unterdeckung des Energiebedarfs. Um diese Schwankungen auszugleichen und Produktionsüberschüsse an erneuerbarer Energie großtechnisch aufzufangen, werden Energiespeicher mit enormen Kapazitäten benötigt. Gase als chemische Energieträger können in den erforderlichen Mengen in ausgeförderten Gaslagerstätten gespeichert werden. Dies gilt zum Beispiel für Wasserstoff, der mittels Elektrolyse aus erneuerbarer Energie gewonnen werden kann. Dazu wurde bereits ein Pilotprojekt durchgeführt („Underground Sun Storage“ – ein Leitprojekt der FFG), in dessen Rahmen ein Wasserstoff/Methan Gemisch in eine erschöpfte Gaslagerstätte eingespeichert wurde, um das Speicherpotenzial zu erheben und etwaige technische Risiken abschätzen zu können. Weiters können neben grünem Wasserstoff auch weitere Gase wie Kohlendioxid in die Lagerstätte eingebracht werden, um grünes Methan in situ durch Mikroorganismen produzieren (i.e. erneuerbares Geo-Methan) und speichern zu können, wie das FFG Projekt „Underground Sun Conversion“ eindrücklich aufzeigte. Das Einbringen von verwertbaren Gassubstraten in geologische Formationen induziert jedoch auch mikrobielle Wachstumsprozesse im Porenraum des entsprechenden Gasspeichers. Als Konsequenz einer solchen Biomasseanreicherung reduziert sich der zur Speicherung verfügbare Porenraum und damit die Permeabilität des Gesteins, was sowohl die Speicherkapazität als auch die Injektivität kompromittiert. Im Rahmen des Forschungsprojekts BioPore wird nun das Biomassewachstum im Mikromaßstab bei nachgestellten Reservoirbedingungen mittels mikrofluidischer und bildgebender Methoden untersucht. Dabei soll geklärt werden inwiefern eine Reduktion des effektiven Porenraums zu einer Reduktion der Permeabilität führt und wie eine solche Beziehung mathematisch dargestellt werden kann. Weiters sollen Erkenntnisse über die Verteilung der Biomasse im Porenraum gewonnen werden und die Frage beantwortet werden, inwiefern mikrobielle Interaktionen die Bildung von Biofilmen und Aggregaten beeinflussen. In Kombination mit numerischen Strömungssimulationen soll ein grundlegendes Verständnis mikrobieller Prozess sowie deren Einfluss auf die hydraulischen Eigenschaften poröser Medien entwickelt werden. Damit soll die Grundlage für weiterführende angewandte Forschungsaktivitäten gelegt werden, um Erdgaslagerstätten zur Speicherung von erneuerbarer Energie nutzbar zu machen.
Publikationen
Mitarbeiter*innen
Andreas Paul Loibner
Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Andreas Paul Loibner
andreas.loibner@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-97470
BOKU Projektleiter*in
01.08.2019 - 31.07.2023
Elisabeth Edlinger
Dipl.-Ing. Elisabeth Edlinger B.Sc.
elisabeth.edlinger@boku.ac.at
Projektmitarbeiter*in
01.11.2021 - 31.07.2023
Sabine Frühauf
Mag. Dr. Sabine Frühauf
sabine.fruehauf@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-97443
Projektmitarbeiter*in
01.01.2022 - 31.07.2023
Hannes Konegger
Dipl.-Ing. Hannes Konegger
hannes.konegger@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-97472
Projektmitarbeiter*in
01.08.2019 - 31.07.2023
Mathias Schönhofer
Mathias Schönhofer
Tel: +43 1 47654-97473
Projektmitarbeiter*in
01.03.2020 - 31.07.2022
Cathrine Zaknun
Cathrine Zaknun
cathrine.zaknun@boku.ac.at
Projektmitarbeiter*in
01.08.2019 - 31.01.2020
BOKU Partner
Externe Partner
Montanuniversität Leoben
Department Petroleum Engineering
Koordinator
RAG Rohöl-Aufsuchungs Aktiengesellschaft
keiner
Partner
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Institut für Geowissenschaften
Partner
Universitetet i Bergen
Department of Physics and Technology
Partner