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Ansprechpartner

KIT (Koordination):

Prof. Dr. Thomas Kohl

Institute of Applied Geosciences
Division of Geothermal Research
Karlsruhe Institute of Technology
Phone: +49 721 608-45220
Email: thomas kohlTdm9∂kit edu

Prof. Dr. Eva Schill

Institute for Nuclear Waste Disposal
Karlsruhe Institute of Technology
Phone: +49 721 608-24360
Email: eva schillKlm8∂kit edu

GFZ:

Prof. Dr. Michael Kühn

Department Geochemistry
Helmholtz-Centre Potsdam
German Research Center for Geosciences
Phone: +49 331 288-1594
Email: michael kuehnLwd9∂gfz-potsdam de

UFZ:

Prof. Olaf Kolditz

Department of Environmental Informatics
Helmholtz-Centre for Environmental Research – UFZ
Phone: +49 341 235-1281
Email: olaf kolditzKxx4∂ufz de

Einzigartige Experimente im geklüfteten kristallinen Gestein

GeoLaB (Geothermie-Labor im Bergwerk) ist eine geplante Helmholtz-Großinfrastruktur. Im Fokus dieser internationalen und interdisizplinären Forschungsplattform stehen die thermisch-hydraulisch-mechanisch-chemischen (THMC) Prozesse tiefer geothermischer Reservoire und Fragestellungen im Bereich des Reservoirengineering. Hierzu soll ein Bergwerksstollen zu einem geowissenschaftlichen Untertagelaboratorium im geklüfteten kristallinen Grundgebirge (aus-)gebaut werden. Dieses Gestein hat weltweit das größte geothermische Potenzial zur Stromgewinnung und Wärmeversorgung und besitzt auch für andere Geotechnologien große Relevanz.

Wissenschaftliches Ziel ist die systematische Untersuchung der vielfältigen, gekoppelten Fluid-Gesteinswechselwirkungen in komplexen Kluftnetzwerken kristalliner Gesteinskörper. GeoLaB soll ausgelegt werden für kontrollierte Experimente unter hohen Fließraten (CHFE - Controlled High Flow rate Experiments) und Randbedingungen, die bestmöglich an diejenigen geothermischer Reservoire angenähert sind. Der transdisziplinäre Ansatz sieht vor, über klassische Disziplingrenzen hinweg, geo- und umweltwissenschaftliche, ingenieur- und materialwissenschaftliche Erkenntnisse mit sozialwissenschaftlicher Forschung zu verzahnen.

Die gewonnen Erkenntnisse sollen die Basis für eine umweltgerechte Technologieentwicklung schaffen und Argumente für eine gesellschaftliche Akzeptanz von Geotechnologien liefern, um Tiefengeothermie als wichtiges Element eines zukünftigen nachhaltigen und versorgungssicheren Energieportfolios zu etablieren. Dieses Ziel ist nur durch Erzeugung von Synergien zwischen Großforschung, universitärer Grundlagenforschung, Ressortforschung sowie industrieller Forschung und Entwicklung zu erreichen. Hierfür stellt GeoLaB eine internationale Plattform zur Verfügung. Damit trägt GeoLaB zu einer der wichtigsten gesellschaftlichen Fragestellungen des 21. Jahrhunderts bei.

GeoLaB eröffnet aber auch weit über die Geothermie hinaus geo-, bio-, umwelt-, material- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungsbereichen einmalige experimentelle Möglichkeiten. Die einzigartige Forschungsplattform mit Leuchtturmcharakter bietet Deutschland die Möglichkeit, sich wissenschaftlich an vorderster Forschungsfront in einem hochaktuellen Themenfeld zu positionieren.

 

NEWS

Eva Schill
Berufung von Prof. Eva Schill in Editorial Board "Energies"

GeoLaB-Projektleiterin Prof. Eva Schill wurde im Mai 2020 ins Editorial Board der Zeitschrift „Energies“ berufen. Damit sind nun zwei zentrale GeoLaB-Akteure im Bereich Geoenergie der Zeitschrift vertreten.

Editorial Board "Energies", Sektion "Geo-Energy"
flow patterns
Quantifizierung der Strömung in Küften mit rauen Oberflächen

Basierend auf einem Algorithmus zur Erzeugung von fraktalen Oberflächen wurden erstmals die anisotropen Strömungseigenschaften durch Klüfte in Gesteinen untersucht und mit verschiedenen Modellierungsansätzen in einer statistischen Analyse verglichen. 

Marchand et al. (2020): Rock Mechanics and Rock Engineering 53, 233–249
 
protest
Akzeptanzforschung: Geoethisches Konzept für Forschungsinfrastrukturen

Ein geoethisches Konzept für GeoLaB wird vorgestellt. Dieses geht über typische Kommunikations- und PR-Maßnahmen hinaus und verknüpft Forschung mit sozialer Wahrnehmung.

Meller et al. (2018): Geothermics 73, 133-145
Experimental work
Preparatory experiments in HRL Äspö

Outstanding results have been achieved in lowering and monitoring induced seismicity by cyclic injection during hydraulic fracturing the Äspö Hard Rock Laboratory, Sweden, in a joint experimental project led by GFZ.

Zang et al. (2017): Geophysical Journal International 208 (2), 790-813
 

Publikationen


A Stochastic Study of Flow Anisotropy and Channelling in Open Rough Fractures.
Marchand, S.; Mersch, O.; Selzer, M.; Nitschke, F.; Schoenball, M.; Schmittbuhl, J.; Nestler, B.; Kohl, T.
2020. Rock mechanics and rock engineering, 53, 233–249. doi:10.1007/s00603-019-01907-4
The Development of a Fully Coupled Wellbore-Reservoir Simulator for Geothermal Application.
Gholami Korzani, M.; Nitschke, F.; Held, S.; Kohl, T.
2019. Transactions, 43, 927–936
Experimental and numerical investigations on the effect of fracture geometry and fracture aperture distribution on flow and solute transport in natural fractures.
Stoll, M.; Huber, F. M.; Trumm, M.; Enzmann, F.; Meinel, D.; Wenka, A.; Schill, E.; Schäfer, T.
2019. Journal of contaminant hydrology, 221, 82–97. doi:10.1016/j.jconhyd.2018.11.008
Triaxial testing and hydraulic–mechanical modeling of sandstone reservoir rock in the Upper Rhine Graben.
Egert, R.; Seithel, R.; Kohl, T.; Stober, I.
2018. Geothermal Energy, 6 (1), Article no UNSP 23. doi:10.1186/s40517-018-0109-0
Acceptability of geothermal installations : A geoethical concept for GeoLaB.
Meller, C.; Schill, E.; Bremer, J.; Kolditz, O.; Bleicher, A.; Benighaus, C.; Chavot, P.; Gross, M.; Pellizzone, A.; Renn, O.; Schilling, F.; Kohl, T.
2018. Geothermics, 73, 133–145. doi:10.1016/j.geothermics.2017.07.008
Parallel-plate fracture transport experiments of nanoparticulate illite in the ultra-trace concentration range investigated by Laser-Induced Breakdown Detection (LIBD).
Stoll, M.; Huber, F. M.; Schill, E.; Schäfer, T.
2017. Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects, 529, 222–230. doi:10.1016/j.colsurfa.2017.05.067
Hydraulic fracture monitoring in hard rock at 410 m depth with an advanced fluid-injection protocol and extensive sensor array.
Zang, A.; Stephansson, O.; Stenberg, L.; Plenkers, K.; Specht, S.; Milkereit, C.; Schill, E.; Kwiatek, G.; Dresen, G.; Zimmermann, G.; Dahm, T.; Weber, M.
2017. Geophysical journal international, 208 (2), 790–813. doi:10.1093/gji/ggw430
Structural control of geothermal reservoirs in extensional tectonic settings: An example from the Upper Rhine Graben.
Meixner, J.; Schill, E.; Grimmer, J. C.; Gaucher, E.; Kohl, T.; Klingler, P.
2016. Journal of structural geology, 82, 1–15. doi:10.1016/j.jsg.2015.11.003
Modelling earthquake location errors at a reservoir scale: a case study in the Upper Rhine Graben.
Kinnaert, X.; Gaucher, E.; Achauer, U.; Kohl, T.
2016. Geophysical journal international, 206 (2), 861–879. doi:10.1093/gji/ggw184
Criteria and geological setting for the generic geothermal underground research laboratory, GEOLAB.
Schill, E.; Meixner, J.; Meller, C.; Grimm, M.; Grimmer, J. C.; Stober, I.; Kohl, T.
2016. Geothermal Energy, 4 (1), 4:7. doi:10.1186/s40517-016-0049-5
Impact of gravity, collector surface roughness and fracture orientation on colloid.
Stoll, M.; Huber, F.; Darbha, G. K.; Schill, E.; Schäfer, T.
2016. Journal of colloid and interface science, 475 (August), 171–183. doi:10.1016/j.jcis.2016.04.045
Induced seismicity in geothermal reservoirs: A review of forecasting approaches.
Gaucher, E.; Schoenball, M.; Heidbach, O.; Zang, A.; Fokker, P. A.; van Wees, J.-D.; Kohl, T.
2015. Renewable & sustainable energy reviews, 52, 1473–1490. doi:10.1016/j.rser.2015.08.026
Change of stress regime during geothermal reservoir stimulation.
Schoenball, M.; Dorbath, L.; Gaucher, E.; Wellmann, J. F.; Kohl, T.
2014. Geophysical research letters, 41 (4), 1163–1170. doi:10.1002/2013GL058514
Impact of fracture networks on borehole breakout heterogeneities in crystalline rock.
Sahara, D. P.; Schoenball, M.; Kohl, T.; Müller, B. I. R.
2014. International journal of rock mechanics and mining sciences, 71, 301–309. doi:10.1016/j.ijrmms.2014.07.001