ThermoBase - Erarbeitung von thermischen Grundlagendaten für die Bewertung des Temperaturfeldes sedimentärer Teilgebiete
Land / Region: Deutschland
Projektanfang: 01.01.2023
Projektende: 31.12.2025
Projektstand: 19.01.2024
Abb. 1: Darstellung der Ergebnisse eines Surrogatmodells (mathematisch vereinfachtes Ersatzmodell) als Absolutwerte über die Tiefe des geologischen Modells zum Zeitpunkt t=120k Jahre
Quelle: BGR
Im Projekt ThermoBase erarbeiten die BGR und das Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZ) als Projektkonsortium im Auftrag der Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) thermische Grundlagendaten für die Bewertung des Temperaturfeldes in Teilgebieten Deutschlands mit sedimentären Wirtsgesteinen.
Eine möglichst genaue Kenntnis des Temperaturfeldes in den Teilgebieten ist im Rahmen des Standortauswahlverfahrens erforderlich. So ist die initiale Temperatur im potentiellen Wirtsgestein von Bedeutung, z. B. für die Bestimmung von Flächenbedarf und der Tiefenlage des Endlagers, für die Bewertung der thermischen Verhältnisse im Endlagersystem und für Analysen von zu erwartenden Entwicklungen im Hinblick auf den sicheren Einschluss der Radionuklide.
Im Projekt ThermoBase wird das GFZ Temperaturkarten für die Teilgebiete mit sedimentären Wirtsgesteinen auf Grundlage von gemessenen Temperaturen in Bohrlöchern, thermischen Gesteinsparametern und Daten zum regionalen Wärmestrom erarbeiten. Die Datengrundlage setzt sich aus bereits erhobenen Daten, die qualitativ neu bewertet werden, und auch aus neu zu erhebenden Daten zusammen.
Die BGR wird statistische numerische Analysen der Temperaturverteilung für typische geologische Situationen in Deutschland anhand von generischen geologischen Modellen verschiedener Wirtgesteinstypen durchführen. Die Temperaturfeldberechnungen basieren auf stochastischen Methoden. In Sensitivitätsanalysen werden dabei der Einfluss von Schwankungsbreiten thermischer Parameter (Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität) und Randbedingungen (basaler Wärmestrom, Temperatur an der Erdoberfläche) auf die Temperaturverteilung untersucht. Die Ziele sind zum einen, die Relevanz des Einflusses thermischer Daten für die sicherheitsgerichtete Bewertung von Endlagersystemen abzuschätzen, zum anderen sollen Aussagen zur Eindringtiefe von Permafrost während möglicher zukünftiger Kaltzeiten getroffen werden. Diese Analysen werden eine Grundlage bilden, um die rezente Temperaturverteilung im Untergrund für Untersuchungsgebiete mit einer nicht ausreichenden thermischen Datenlage besser abschätzen zu können und um die notwendige Genauigkeit bei der Bestimmung thermischer Parameter im Rahmen von Standorterkundungen zu definieren.
Beantwortet werden sollen folgende Fragen:
- Welchen Einfluss hat die Wahl der thermischen Modellparameter auf die Temperatur in der Endlagerteufe und auf die Eindringtiefe des Permafrosts?
- Welche Temperaturunterschiede können in einem Untersuchungsgebiet basierend auf plausiblen Parametervariationen erwartet werden?
- Wie relevant sind Schwankungsbreiten von thermischen Parametern und veränderliche Randbedingungen für die Temperaturentwicklung bei der Einlagerung wärmeentwickelnder Abfälle?