Potenzialstudie zur Nutzung der geothermischen Ressourcen des

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G.E.O.S.
Ingenieurgesellschaft mbH
Potenzialstudie zur Nutzung der geothermischen Ressourcen des Landes Berlin
(Modul 2)
09633 Halsbrücke
Gewerbepark „Schwarze Kiefern“
09581 Freiberg, Postfach 1162
Telefon: +49(0)3731 369-0
Telefax: +49(0)3731 369-200
E-Mail: info@geosfreiberg.de
www.geosfreiberg.de
Abschlussbericht zu den Ergebnissen
Projekt-Nr. 30100013
Geschäftsführer:
Jan Richter
Beiratsvorsitzender:
Dr. Horst Richter
HRB 1035 Amtsgericht
Registergericht Chemnitz
Auftraggeber:
Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt
und Verbraucherschutz (II E)
Brückenstraße 6
10179 Berlin
Sparkasse Mittelsachsen
Konto 3115019148
BLZ 870 520 00
Deutsche Bank AG Freiberg
Konto 2201069
BLZ 870 700 00
Halsbrücke, den 23.09.2011
USt.-IdNr. DE811132746
Potenzialstudie zur Nutzung der geothermischen Ressourcen des Landes
Berlin (Modul 2)
Auftraggeber:
Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt
und Verbraucherschutz (II E)
Brückenstraße 6
10179 Berlin
Projekt-Nr. G.E.O.S.:
30100013
Bearbeitungszeitraum:
2010 - 2011
Bearbeiter:
Dr. René Kahnt
Dipl.-Geol. Susann Ertel
Henryk Feldmann (HGC)
Andreas Behnke (HGC)
Land:
Berlin
Seitenanzahl Text:
67
Halsbrücke, den 23.09.2011
Dr. René Kahnt
Susann Ertel
Prokurist
Projektbearbeiterin
„Dieses Projekt wurde im Rahmen des Umweltentlastungsprogramms II aus Mitteln des Europäischen
Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und dem Land Berlin (Projektnr.11268 UEPII / 3) gefördert.“
Datum:
Seite:
23.09.2011
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Berlin (Modul 2)
INHALTSVERZEICHNIS
Seite
1
Einführung ........................................................................................................................ 9
2
Erstellung eines geologischen Modells bis zur Oberkante des Rupelton........................... 9
2.1
Grundsätzlicher Bearbeitungsablauf ............................................................................ 9
2.2
Nachbearbeitung der geologischen Schnitte ............................................................. 10
2.3
Verbreitungsflächen ..................................................................................................... 12
2.4
Räumliche Interpolation ............................................................................................... 14
2.5
Beispielhafte Darstellung der Ergebnisse .................................................................. 18
2.6
Grundwassersituation.................................................................................................. 20
2.7
Temperaturverteilung................................................................................................... 23
3
Darstellung und Quantifizieren der vorhandenen geothermischen Ressource der
Ressourcenklasse 1 (0 - 100 m ) .................................................................................... 24
3.1
Klassifizierung Schichtdaten....................................................................................... 24
3.2
Zuweisung spezifische Wärmeleitfähigkeit/Wärmekapazitäten ................................ 25
3.3
Randbedingungen zur Berechnung der spezifischen Entzugsleistung.................... 26
3.4
Ergebnisse für die spezifische Entzugsleistung für einzelne Gesteinsarten ........... 28
3.5
Berechnung der spezifischen Wärmeleitfähigkeit und der spezifischen
Entzugsleistung je Bohrung ........................................................................................ 29
3.6
Ergebnisdarstellung für jede Bohrung........................................................................ 30
3.7
Petrografische Bohrungsdaten als Grundlage für die räumliche Interpolation der
geothermischen Eigenschaften................................................................................... 30
3.8
Punktverdichtung für die flächenhafte Interpolation (virtuelle Bohrungen)............. 31
3.9
Ergebnisdarstellung als flächenhafte Karte ............................................................... 31
4
Geologisches Tiefenmodell............................................................................................. 34
4.1
Eingangsdaten.............................................................................................................. 34
4.2
Geologische Entwicklung des Berliner Untergrundes............................................... 35
4.3
Differenzierung des Festgesteins unter Nutzbarkeitsaspekten ................................ 37
4.4
Quellen des Tiefenmodells (Festgestein) - verwendete Bohrungen ......................... 38
4.5
Quellen des Tiefenmodells (Festgestein) - verwendete Flächendaten ..................... 39
4.6
Darstellung des Tiefenmodells von Berlin.................................................................. 41
5
Geothermisches Temperaturmodell für den tiefen geologischen Untergrund .................. 54
5.1
Vorgehensweise ........................................................................................................... 54
5.2
Bestimmung der Wärmeleitfähigkeiten für stratigraphische Horizonte.................... 54
5.3
Berechnung der Temperaturen in festgelegten Horizonten ...................................... 55
Datum:
Seite:
23.09.2011
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Berlin (Modul 2)
6
Darstellung und Quantifizierung der vorhandenen geothermischen Ressource der
Ressourcenklassen 2 (> 100 m bis 100 °C) und 3 (> 100 °C bis 5 km Tiefe) ................. 58
6.1
Charakterisierung der technischen Systeme zur Nutzung des geothermischen
Potenzials des tiefen geologischen Untergrundes .................................................... 58
6.2
Tiefe Erdwärmesonden ................................................................................................ 58
6.2.1
Systemcharakterisierung und Einschätzung der Wirtschaftlichkeit......................... 58
6.2.2
Nutzbare Bereiche ........................................................................................................ 59
6.3
Hydrothermale Dublettensysteme............................................................................... 60
6.3.1
Systemcharakterisierung und Einschätzung der Wirtschaftlichkeit......................... 60
6.3.2
6.4
Petrothermale Systeme................................................................................................ 63
6.4.1
7
Zusammenfassung ......................................................................................................... 65
TABELLENVERZEICHNIS
Seite
Tabelle 1:
Spezifische Wärmeleitfähigkeiten der Gesteinsklassen....................................... 25
Tabelle 2:
Spezifische Wärmekapazitäten der Gesteinsklassen nach VDI 4640 (2010)....... 26
Tabelle 3:
Berechnungsergebnisse der spezifischen Entzugsleistung (EED)....................... 29
Tabelle 4:
Übersicht über die verwendeten Wärmeleitfähigkeitswerte (λ) und
resultierenden spezifischen Entzugsleistungen für unterschiedliche Teufen........ 29
Tabelle 5:
Bohrungsdaten „Tiefbohrungen“ (Quelle: GeotIS-Datenbank) ............................. 38
Tabelle 6:
Parameter zur Charakterisierung des geothermischen Potenzials für
hydrothermale Dubletten ..................................................................................... 61
Datum:
Seite:
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Berlin (Modul 2)
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Seite
Abbildung 1:
In GeODin vorhandene Polygone (oben) im Vergleich mit der korrekten
visuellen Darstellung (unten). Die Polygone mussten entsprechend ange
passt werden, um die Schichthöheninformation abgreifen zu können. ............. 11
Abbildung 2:
Verwendete Punktinformationen und daraus abgeleitete Verbreitungs
grenzen für das Holozän ohne Einbeziehung vorhandener Verbreitungskarten 12
Abbildung 3:
Im Rahmen der Verschneidung von vorhandenen Verbreitungsflächen aus
Karten mit den zusätzlichen Punktinformationen am Beispiel des Holozäns
(grün: Verbreitung aus geologischer Skizze; rot: Verbreitung abgeleitet aus
Schnitten)......................................................................................................... 13
Abbildung 4:
Verwendete Punktinformationen und daraus abgeleitete Verbreitungsgrenzen
für die Elster-Kaltzeit ........................................................................................ 14
Abbildung 5:
Variogramm Holozän........................................................................................ 15
Abbildung 6:
Variogramm Elster-Kaltzeit............................................................................... 15
Abbildung 7:
Beispiel Stützstellen Elster-Kaltzeit vor Ausdünnung, rot eingezeichnet die
Bohrungen ....................................................................................................... 16
Abbildung 8:
Beispiel modellierte Unterkante Elster-Kaltzeit vor Ausdünnung ...................... 17
Abbildung 9:
Beispiel Stützstellen nach Ausdünnung, rot eingezeichnet die Bohrungen ....... 17
Abbildung 10:
Beispiel modellierte Unterkante Elster-Kaltzeit nach Ausdünnung. Die
Schnittspuren sind vereinzelt zwar noch erkennbar, jedoch deutlich
abgeschwächt. ................................................................................................. 18
Abbildung 11:
Abbildung der Unterkante der Elster-Kaltzeit und der Ober- und Unterkanten
der darüber liegenden Holstein-Warmzeit ........................................................ 19
Abbildung 12:
Abbildung der Unterkanten in stratigraphischer Reihenfolge vom Jüngsten
zum Ältesten: Holozän (blau), Weichselspätglazial bis Holozän (gelb, Dünen),
Weichsel (hellgrün), Saale (grau), Holstein (violett), Elster (braun), Miozän
(gelb), Oligozän Feinsand (orange) und Oligozän Ton/Schluff (bräunlich)........ 19
Abbildung 13:
Grundwassergleichenpläne aus dem Jahr 2009 für den Hauptgrundwasser
leiter und den Panketalgrundwasserleiter......................................................... 21
Abbildung 14:
Tiefe der Grundwasserdruckfläche für das gesamte Gebiet von Berlin ............ 22
Abbildung 15:
Berechnete Temperaturverteilung für eine Bezugshöhe von 0 m NHN
gemeinsam mit den Stützstellen (schwarze Punkte) für das Jahr 2010 ............ 23
Abbildung 16:
Heizlastverteilung ohne Warmwasserbereitung................................................ 28
Abbildung 17:
Heizlastverteilung inklusive Warmwasserbereitung .......................................... 28
Abbildung 18:
Beispiel für die Ergebnisdarstellung einer Bohrung zur spezifischen
Wärmeleitfähigkeit und zur spezifischen Entzugsleistung................................. 30
Abbildung 19:
Ausschnitt aus der Karte zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit 0 - 100 m Teufe 32
Abbildung 20:
Karte zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit 0 - 100 m Teufe .............................. 32
Datum:
Seite:
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Berlin (Modul 2)
Abbildung 21:
Ausschnitt aus der Karte zur spezifischen Entzugsleistung für 1.800
Jahresbetriebsstunden und 0 - 100 m Teufe .................................................... 33
Abbildung 22:
Karte zur spezifischen Entzugsleistung für 1.800 Jahresbetriebsstunden und
0 - 100 m Teufe................................................................................................ 33
Abbildung 23:
Übersicht über die Lage der verwendeten Bohrungen mit dem unter dem
Quartär/Tertiär anstehenden Festgestein ......................................................... 34
Abbildung 24:
vermutete Störungen von Berlin nach dem Atlas zur Geologie von Branden
burg.................................................................................................................. 36
Abbildung 25:
Tiefengeologie Berlin - Einzelne Ebenen, Gesamtmodell ohne Überhöhung Darstellung jeweils der Basis der einzelnen Horizonte ..................................... 41
Abbildung 26:
Tiefengeologie Berlin - Einzelne Ebenen, das Gesamtmodell bei 4-facher
Überhöhung - Darstellung jeweils der Basis der einzelnen Horizonte............... 42
Abbildung 27:
Ebene 1 (3-D Ansicht): Basis Rotliegend, entspricht Basis der Vulkanite
des Autun bzw. Top des Präperms................................................................... 42
Abbildung 28:
Ebene 1 (Tiefenlinienkarte): Basis Rotliegend, entspricht Basis der Vulkanite
des Autun bzw. Top des Präperms................................................................... 43
Abbildung 29:
Ebene 2 (3-D Ansicht): Basis des sedimentären Rotliegenden (Saxon) ........... 43
Abbildung 30:
Ebene 2 (Tiefenlinienkarte): Basis des sedimentären Rotliegenden (Saxon).... 44
Abbildung 31:
Ebene 3 (3-D Ansicht): Basis des Zechstein. Wie beschrieben, wird von
einem weitestgehend nivellierten Top des Rotliegenden ausgegangen. Gut
sichtbar ist das Ansteigen des Kontinentalhanges nach Süd bzw. Südost........ 44
Abbildung 32:
Ebene 3 (Tiefenlinienkarte): Basis des Zechstein. Wie beschrieben, wird von
sichtbar ist das Ansteigen des Kontinentalhanges nach Süd bzw. Südost........ 45
Abbildung 33:
Ebene 4 (3-D Ansicht): Basis des Buntsandsteins, gleichzeitig Top Zech
stein. Das deutlich bewegte Relief entstand erst mit der Salzmobilisierung im
späten Mesozoikum und paust sich deshalb durch alle hangenden Horizonte
durch................................................................................................................ 45
Abbildung 34:
Ebene 4 (Tiefenlinienkarte): Basis des Buntsandsteins, gleichzeitig Top
Zechstein. Das deutlich bewegte Relief entstand erst mit der Salzmobili
sierung im späten Mesozoikum und paust sich deshalb durch alle hangen
den Horizonte durch. ........................................................................................ 46
Abbildung 35:
(3-D Ansicht) Oberkante des mittleren Buntsandsteines, Oberkante des
unteren Bundsandsteines, Buntsandsteinbasis (von oben nach unten)............ 47
Abbildung 36:
(3D-Ansicht) Differenzierung des Buntsandsteins im Gesamtmodell - oberer,
mittlerer und unterer Buntsandstein (farbig) ..................................................... 48
Abbildung 37:
(Tiefenlinienkarte) Basis des oberen Buntsandsteines ..................................... 48
Abbildung 38:
Ebene 5 (3D-Ansicht): Basis des Muschelkalk ................................................. 49
Abbildung 39:
Ebene 5 (Tiefenlinienkarte): Basis des Muschelkalk......................................... 49
Abbildung 40:
Ebene 6 (3D-Ansicht): Basis des Keuper ......................................................... 50
Abbildung 41:
Ebene 6 (Tiefenlinienkarte): Basis des Keuper................................................. 50
Datum:
Seite:
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Berlin (Modul 2)
Abbildung 42:
Ebene 7 (3D-Ansicht): Basis des Jura. In dieser Ebene sind erstmals
signifikante „Lücken“ erkennbar, die Ablagerungen des Jura wurden hier
im jeweiligen Top der Salzstrukturen erodiert. .................................................. 51
Abbildung 43:
Ebene 7 (Tiefenlinienkarte): Basis des Jura. In dieser Ebene sind erstmals
signifikante „Lücken“ erkennbar, die Ablagerungen des Jura wurden hier im
jeweiligen Top der Salzstrukturen erodiert........................................................ 51
Abbildung 44:
Ebene 8 (3D-Ansicht): Basis der Kreide. Die zuvor beschriebenen
Erosionserscheinungen treten noch stärker für die Kreide auf. Dieses Bild
zeigt mehr oder weniger die Situation auch im Liegenden des Tertiärs und
damit für den Übergang des Festgesteins in das Lockergestein....................... 52
Abbildung 45:
Ebene 8 (Tiefenlinienkarte): Basis der Kreide. Die zuvor beschriebenen
Erosionserscheinungen treten noch stärker für die Kreide auf. Dieses Bild
zeigt mehr oder weniger die Situation auch im Liegenden des Tertiärs und
damit für den Übergang des Festgesteins in das Lockergestein....................... 52
Abbildung 46:
Ebene 9 (3D-Ansicht): Basis des Tertiär. Gut erkennbar einerseits im Osten
das fehlende Tertiär in der Struktur von Rüdersdorf, andererseits die durch
„Salzabfluss“ stark ausgeprägte Depression im Nordwesten mit einem über
1.000 Meter mächtigen Tertiär. ........................................................................ 53
Abbildung 47:
Ebene 9 (Tiefenlinienkarte): Basis des Tertiär. Gut erkennbar einerseits im
Osten das fehlende Tertiär in der Struktur von Rüdersdorf, andererseits die
durch „Salzabfluss“ stark ausgeprägte Depression im Nordwesten mit einem
über 1.000 Meter mächtigen Tertiär. ................................................................ 53
Abbildung 48:
Virtuelle Stützstellen im Abstand von 250 m..................................................... 54
Abbildung 49:
Verteilung der Wärmestromdichte (OWSD) nach HENNING (2011) ................... 56
Abbildung 50:
Temperatur, Höhenniveau Oberkante Rupelton, nach HENNING (2011)............ 56
Abbildung 51:
Temperaturverteilung, Oberkante mittlerer Buntsandstein................................ 57
Abbildung 52:
Temperaturverteilung Oberkante Saxon (Rotliegend Sandstein)...................... 57
Datum:
Seite:
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Berlin (Modul 2)
ANLAGENVERZEICHNIS
Die Karten des geothermischen Potenzials (Wärmeleitfähigkeit und spezifische Entzugsleistung) erhalten die Anlagennummern aus dem Umweltatlas von Berlin:
Anlage 02.18.1: Geothermisches Potenzial – spezifische Wärmeleitfähigkeit bis 40 m
Anlage 02.18.5: Geothermisches Potenzial – spezifische Entzugsleistung bis 40 m,
für 1.800 h/a
für 1.800 h/a
für 1.800 h/a
für 1.800 h/a
für 2.400 h/a
für 2.400 h/a
für 2.400 h/a
für 2.400 h/a
Anlage 1:
Berechnete Temperatur für Oberkante mittlerer Buntsandstein
Anlage 2:
Berechnete Temperatur für Oberkante Saxon
Datum:
Seite:
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Berlin (Modul 2)
1 Einführung
Nachfolgend werden für die einzelnen Bearbeitungsschritte die wesentlichen Ergebnisse der
Bearbeitung in Kurzform zusammenfassend dargestellt. Die Gliederung des Berichtes orientiert
sich dabei im Wesentlichen an der Gliederung der Aufgabenstellung in der Leistungsbeschreibung.
Gegenstand der Arbeiten war die Erstellung von 3D-Modellen für die drei Ressourcenklassen:
Ressourcenklasse 1: bis 100 m
Ressourcenklasse 2: über 100 m bis 100 °C
Ressourcenklasse 3: über 100 °C
Auf der Grundlage dieser 3D-Modelle sind Aussagen zu den geothermischen Potenzialen dieser
Ressourcenklassen zu treffen.
2 Erstellung eines geologischen Modells bis zur Oberkante des Rupelton
2.1
Grundsätzlicher Bearbeitungsablauf
Die Bearbeitung zur Modellerstellung wurde in folgenden Schritten durchgeführt:
–
GeODin-Schnitte anpassen und klassifizieren
–
Konvertierung in Lin-Files (Polygone in Textdateien)
–
Umrechnung der Koordinaten von Blattkoordinaten in Weltkoordinaten
–
Abgreifen der 3D-Punktinformation auf Schnitten
–
Verbreitung der stratigraphischen Einheiten aus GeODin-Schnitten unter Berücksichtigung
der Puffer und der realen Aufschlüsse
–
Variogrammanalyse und Interpolation innerhalb der Verbreitungsgrenzen
–
Bildung der 3D-Körper
Den Ausgangspunkt für die 3D-Körperkonstruktion mit dem Programm SURPACTM bildeten stratifizierte Aufschlussdaten (ca. 1.000 Stk.) sowie die beim Auftraggeber (AG) vorliegenden Schnitte, welche auf der Grundlage einer Vielzahl von Aufschlüssen stratifiziert wurden.
Datum:
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Berlin (Modul 2)
Das Programm SURPACTM ist eine Bergbauspezialsoftware die insbesondere die Schwerpunkte
Geologie, Bergbau und Abbauplanung abdeckt. Es ermöglicht die dreidimensionale Visualisierung erfasster Parameter (z. B. Geologie) und bietet umfangreiche Möglichkeiten der Datenanalyse und -verarbeitung.
2.2
Nachbearbeitung der geologischen Schnitte
Die Schnitte wurden dem Auftragnehmer (AN) sowohl in analoger Form als auch in digitaler
Form (GeODin) übergeben. Bevor die eigentliche Bearbeitung beginnen konnte, mussten die
digitalen Schnitte nochmals überarbeitet werden, da die einzelnen stratigraphischen und petrographischen Einheiten zwar visuell korrekt abgebildet waren, sich die Polygone jedoch teilweise
erheblich überlappt haben bzw. aus mehreren zusammengesetzt waren. Deshalb mussten die
Polygone in GeODin so überarbeitet werden, dass für jede Einheit eine eindeutige Schichtoberund -unterkante abgreifbar wurde.
Nachfolgend ist exemplarisch ein solcher E-W-Schnitt (Schnitt 23) dargestellt.
Datum:
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Potenzialstudie zur Nutzung der geothermischen Ressourcen (Modul 2)
Abbildung 1: In GeODin vorhandene Polygone (oben) im Vergleich mit der korrekten visuellen Darstellung (unten).
Die Polygone mussten entsprechend angepasst werden, um die Schichthöheninformation abgreifen zu können.
Datum:
23.09.2011
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2.3
Verbreitungsflächen
Verbreitungsgrenzen lagen nur für einzelne stratigraphische Einheiten vor. Deshalb mussten die
Punktinformationen aus den Aufschlüssen sowie die Informationen aus den Schnitten genutzt
werden, um die für die Modellierung notwendigen Verbreitungsflächen abzuleiten. In nachfolgenden Abbildungen sind dazu Beispiele dargestellt.
Abbildung 2:
Datum:
23.09.2011
für das Holozän ohne Einbeziehung vorhandener Verbreitungskarten
Seite:
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Abbildung 3:
Im Rahmen der Verschneidung von vorhandenen Verbreitungsflächen aus Karten mit den zusätzlichen Punktinformationen am Beispiel des Holozäns (grün:
Verbreitung aus geologischer Skizze; rot: Verbreitung abgeleitet aus Schnitten)
Am Beispiel der Elster-Kaltzeit (Abbildung 4) wird dabei deutlich, dass insbesondere bei den weit
verbreiteten Bildungen die Informationen entlang der Schnitte gegenüber den Bohrungsaufschlüssen dominieren. Das führte dazu, dass bei der späteren Modellierung die Schnittspuren
noch deutlich erkennbar waren. Nur durch eine Reduzierung der Stützstellen entlang der Schnitte auf einen Abstand von 300 m konnte dieser Effekt etwas abgemildert werden.
Datum:
23.09.2011
Seite:
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Abbildung 4:
2.4
für die Elster-Kaltzeit
Räumliche Interpolation
Die z-Werte bzw. die Mächtigkeiten der Körper wurden auf der Grundlage eines KrigingAlgorithmus berechnet. Dazu war zunächst die Durchführung einer Variogrammanalyse notwendig, um die korrekten Parameter zu bestimmen.
Variogramme dienen dazu, punkthaft gemessene Daten räumlich zu interpolieren.
Das Variogramm beschreibt die räumliche Variabilität der Daten in Abhängigkeit von ihrem Abstand. Mit anderen Worten ist darin die Information enthalten, wie stark Punkte in einem bestimmten Abstand miteinander korrelieren.
Das Verfahren ist ein geostatistisches Verfahren und Grundlage für das verwendete Interpolationsverfahren Kriging.
Während die Variogramme für die lokalen Verbreitungen plausibel aussahen, waren sie bei den
Stratigrafien mit großer Verbreitung wieder durch die Daten entlang der Schnitte überprägt und
wiesen eine eher untypische Form auf. Deshalb wurde hier dazu übergegangen, Parameter zu
verwenden, die der realen Aufschlussdichte eher entsprechen.
Datum:
23.09.2011
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Nachfolgend sind dazu zwei Beispiele dargestellt.
Abbildung 5:
Variogramm Holozän
Abbildung 6:
Variogramm Elster-Kaltzeit
Deutlich sichtbar ist in Abbildung 6 der eher untypische Verlauf (regelmäßige Zacken), der durch
die regelmäßige Anordnung der Stützstellen (Schnittlinien) hervorgerufen wird.
Datum:
23.09.2011
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Bevor die Daten aus den Bohrungen und den Schnitten für die Modellbildung verwendet wurden,
musste die Konsistenz der Daten geprüft werden. Teilweise erfolgte dies iterativ, indem einzelne
modelliert und geprüft wurden. In Bereichen von geologisch nicht plausiblen, auffälligen Strukturen wurden die Primärdaten betrachtet und bei Notwendigkeit angepasst. Dies soll anhand nachfolgender Abbildungen verdeutlicht werden.
Abbildung 7:
Datum:
23.09.2011
Beispiel Stützstellen Elster-Kaltzeit vor Ausdünnung, rot eingezeichnet
die Bohrungen
Seite:
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Abbildung 8:
Beispiel modellierte Unterkante Elster-Kaltzeit vor Ausdünnung
Abbildung 9:
Beispiel Stützstellen nach Ausdünnung, rot eingezeichnet die Bohrungen
Datum:
23.09.2011
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Abbildung 10:
2.5
Beispiel modellierte Unterkante Elster-Kaltzeit nach Ausdünnung. Die Schnittspuren sind vereinzelt zwar noch erkennbar, jedoch deutlich abgeschwächt.
Beispielhafte Darstellung der Ergebnisse
Im Ergebnis dieses hochgradig iterativen Prozesses der Modellerstellung wurde ein in sich konsistentes 3D-Modell bis zur Oberkante Rupelton erstellt, welches die stratigraphischen Haupteinheiten im 3D-Raum repräsentiert.
Dies soll an ausgewählten Beispielen verdeutlicht werden.
Datum:
23.09.2011
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Abbildung 11:
Abbildung der Unterkante der Elster-Kaltzeit und der Ober- und Unterkanten der
darüber liegenden Holstein-Warmzeit
Bei den Körpern ist zu beachten, dass die Oberkanten teilweise durch die Unterkanten mehrerer
hangender Körper bzw. durch die Geländeoberkante gebildet werden.
Abbildung 12:
Datum:
23.09.2011
Abbildung der Unterkanten in stratigraphischer Reihenfolge vom Jüngsten
zum Ältesten: Holozän (blau), Weichselspätglazial bis Holozän (gelb, Dünen),
Weichsel (hellgrün), Saale (grau), Holstein (violett), Elster (braun), Miozän
(gelb), Oligozän Feinsand (orange) und Oligozän Ton/Schluff (bräunlich)
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2.6
Grundwassersituation
Für die Berechnung der geothermischen Potenziale sind neben den 3D-Körpern noch die Wassersättigung des Gebirges (Grundwassersituation) sowie die Temperaturverteilung des Untergrundes relevant. Dazu konnte jeweils auf entsprechende Vorarbeiten zurückgegriffen werden,
die als Ausgangspunkt für die Bearbeitung verwendet wurden. Als Ausgangspunkt für die
Grundwassersättigung wurden die Grundwassergleichen aus dem Jahre 2009 verwendet und
hinsichtlich gespannter - ungespannter Verhältnisse geprüft. Neben den Grundwassergleichen
für den Hauptgrundwasserleiter für ganz Berlin lagen lokale Grundwassergleichen für das Panketal vor. Diese Daten mussten mit den Geländehöhen verschnitten werden.
Die Ausgangsdaten sind dazu in Abbildung 13 dargestellt, während die resultierende Tiefe der
Grundwasserdruckfläche in Abbildung 14 dargestellt ist.
Datum:
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Potenzialstudie zur Nutzung der geothermischen Ressourcen (Modul2)
Abbildung 13:
Datum:
23.09.2011
Grundwassergleichenpläne aus dem Jahr 2009 für den Hauptgrundwasserleiter und den Panketalgrundwasserleiter
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Abbildung 14:
Datum:
23.09.2011
Tiefe der Grundwasserdruckfläche für das gesamte Gebiet von Berlin
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2.7
Temperaturverteilung
Für die Temperaturverteilung im Untergrund lagen ebenfalls Primärdaten vor. Da diese zunächst
nicht ausreichend waren, ein konsistentes Temperaturfeld bis zur Oberkante Rupelton zu entwickeln, wurden diese Daten aktuell nochmals überarbeitet HENNING (2011). Nachfolgend soll lediglich beispielhaft die bisher berechnete Temperaturverteilung für den Bereich 0 m NHN dargestellt werden. In der Karte sind zusätzlich die Messung verwendeten Grundwassermessstellen
dargestellt.
Abbildung 15:
Berechnete Temperaturverteilung für eine Bezugshöhe von 0 m NHN gemeinsam mit den Stützstellen (schwarze Punkte) für das Jahr 2010
Als besondere Schwierigkeit bei der Erstellung eines Modells als Grundlage für das geothermische Potenzial erwies sich bei der Modellierung die Tatsache, dass die stratigraphischen Haupteinheiten in den Schnitten lediglich petrographisch unterteilt sind. Einerseits ist die petrographische Unterteilung für die Berechnung des geothermischen Potenzials zwar die entscheidende
Größe, andererseits lassen sich ohne eine entsprechende Feinstratifizierung mit eindeutiger Zuordnung der einzelnen Einheiten zu einem Normalprofil die Strukturen nicht zwischen unter-
Datum:
23.09.2011
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schiedlichen Schnitten korrelieren. Eine derartige Korrelation hätte letztlich die nochmalige Interpretation aller Primärdaten erfordert, was außerhalb des Bearbeitungsrahmens lag.
Deshalb wurde ein kombiniertes Vorgehen vereinbart, welches die 3D-Geometrie der stratigraphischen Einheiten als auch die Verteilung der Petrografie innerhalb derselben entlang der
Schnitte berücksichtigt.
Dazu wurden als Grundlage für die Berechnung des geothermischen Potenzials entlang der
Schnitte virtuelle Stützstellen im Abstand von 250 m erzeugt, welche innerhalb der stratigraphischen Haupteinheiten die jeweilige lokale Petrografie insoweit berücksichtigen, wie sie für die
Berechnung der geothermischen Parameter notwendig ist.
3 Darstellung und Quantifizieren der vorhandenen geothermischen
Ressource der Ressourcenklasse 1 (0 - 100 m )
3.1
Klassifizierung Schichtdaten
Die zur Verfügung gestellte Bohrungsdatenbank (Bohrungen mit mehr als 39 m Endteufe) enthält
9047 Bohrungen mit 152.826 Schichten (GeODin-Datenbank).
Insgesamt sind in diesen Schichten 40.854 unterschiedliche Petrographien enthalten.
Zur Reduzierung der einzubeziehenden Petrographien wurde in einem ersten Schritt nur das
Hauptgestein aus dem SEP1-Schlüssel (Petrographieschlüssel bis Semikolon) berücksichtigt.
Dies führte zu einer Reduktion auf 8.118 verschiedenen Petrographien. Es erfolgte eine Zuordnung zu 18 Klassen (zusammengefasst = 11; siehe folgende Tabelle).
In einem zweiten Schritt erfolgte in Berlin eine manuelle Durchsicht wichtiger Petrographien wie
Sand, Schluff, Ton bzw. Geschiebemergel in der Datenbank mit allen 40.854 Petrographien. Dabei wurden folgende Vereinbarungen getroffen:
–
–
–
–
–
–
Schluffe, sandig (mittel, grob; nicht nur feinsandig), kiesig (fein, mittel, grob) oder steinig
(fein, mittel, grob) stellen Geschiebemergel dar.
Tone, kiesig (fein, mittel, grob) oder steinig (fein, mittel, grob) stellen ebenfalls Geschiebemergel dar.
G:Sbrk bedeutet Sand
G:Tbrk; G:Ubrk wird zu Ton/Schluff
Kohleletten ‚Lt‘ wird zu Ton/Schluff
‚Mt‘ entspricht Ton/Schluff
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Unter Zuhilfenahme der Angaben zur Genese wurden zuletzt folgende Schichten neu zugeordnet:
–
–
Genese ‚Mg entspricht Geschiebemergel
Genese Lg entspricht Geschiebelehm
Die somit klassifizierten Schichten lassen sich zu 18 Klassen zuordnen. Nach Zusammenfassung von Kies, Kies, sandig, Kies steinig, Steine zu Kies, Verwitterungslehm zu Geschiebemergel, Lehm zu Geschiebelehm usw. werden schließlich 11 Gesteine unterschieden.
3.2
Zuweisung spezifische Wärmeleitfähigkeit/Wärmekapazitäten
Diesen elf Klassen wurden die entsprechenden Wärmeleitfähigkeiten (Tab. 1) und die Wärmekapazitäten (Tab. 2) zugeordnet.
Die Werte für die Wärmeleitfähigkeit stellen Mittelwerte dar. Für Sand, Geschiebemergel/-lehm
und Ton/Schluff wurden in Berlin dazu eigene Messungen durchgeführt (Honarmand & Völker
1999).
Tabelle 1:
Spezifische Wärmeleitfähigkeiten der Gesteinsklassen
Gestein
Anzahl
(152.826)
λ
ungesättigt
W / (m · K)
λ
gesättigt
W / (m · K)
2.132
1.577
0,4
2,1
2,7
2,8
1.813
48
734
101.646
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
2,7
2.341
2.494
92
796
1.949
0,4
0,4
0,4
0,4
2,9*
1,8
1,8
1,8
1,8
2,9
Lehm
Geschiebemergel
754
17.062
2,9
2,9*
2,9
2,9
Verwitterungslehm
57
2,9
2,9
Auffüllung/anthropogen
Boden
Mudden
Wiesenkalk
Torf/Torfmudden
Sand, allgemein
Kies
Kies, sandig
Kies, steinig
Steine/Geröll
Geschiebelehm
Datum:
23.09.2011
Quelle
wie Sand
Mischung aus bindig und
rollig
VDI 4640 (2010)
wie Mudde
VDI 4640 (2010)
VDI 4640 (2010) und
HONARMAND & VÖLKER
(1999)
VDI 4640 (2010)
wie Kies
wie Kies
wie Kies
HONARMAND & VÖLKER
(1999)
wie Geschiebelehm
HONARMAND & VÖLKER
(1999)
wie Geschiebemergel
Seite:
25/67
Gestein
Anzahl
(152.826)
λ
ungesättigt
W / (m · K)
λ
gesättigt
W / (m · K)
Quelle
VDI 4640 (2010) und
HONARMAND & VÖLKER
(1999)
VDI 4640 (2010) (Steinkohle, Weichbraunkohle)
VDI 4640 (2010)
wie Kies
wie Kies
Ton/Schluff
16.512
0,5
1,5
Braunkohle
2.360
0,4
0,4
44
302
106
2,7
0,4
0,4
2,7
1,8
1,8
Kalkstein
nicht zuordenbar: KV u. a.
leerer Eintrag in Petrographie und Genese
*
Für den Geschiebemergel/-lehm wird sowohl für den gesättigten als auch für den ungesättigten Bereich der gleiche Wärmeleitfähigkeitswert (2,9 W/mK) angenommen, da er auch im ungesättigten Bereich überwiegend erdfeucht ist.
Tabelle 2:
Spezifische Wärmekapazitäten der Gesteinsklassen nach VDI 4640 (2010)
Gestein
Anzahl
(152.826)
Boden
Mudden
Torf/Torfmudden
Sand, allgemein
Kies
Geschiebelehm
Geschiebemergel
Ton/Schluff
Braunkohle
Kalkstein
3.3
Wärmekapazität
c [MJ/m³, K]
ungesättigt
2.114
1.586
1,6
2,25
Wärmekapazität
c [MJ/m³, K]
gesättigt
2,5
2,25
1.822
754
52.712
2.355
1.706
7.153
23.778
2.837
44
0,8
0,8
1,6
1,45
2,0
2,0
1,55
0,8
2,25
0,8
0,8
2,5
2,4
2,0
2,0
2,4
0,8
2,25
Bemerkungen
wie Sand
Mischung aus
bindig und rollig
wie Torf
Randbedingungen zur Berechnung der spezifischen Entzugsleistung
Zur Bestimmung der spezifischen Entzugsleistungen der 11 Gesteinsklassen wurde ein Modellansatz mittels Earth Energy Designer (Version 3.16) herangezogen. Hierfür wurde ein konservativer, anwendungsnaher energetischer Lastfall (Einfamilienhaus) für jede Gesteinsklasse mit
identischen Randbedingungen berechnet. Lediglich die gesteinsspezifischen Parameter (Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität) sind entsprechend den Tabellen 1 und 2 angepasst worden. Somit
konnte für jede Gesteinsklasse die maximale Heizleistung und weiterführend die spezifische Entzugsleistung bestimmt werden.
Datum:
23.09.2011
Seite:
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1. Randbedingungen Standort/Wärmebedarf
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Mittlere Temperatur an der Erdoberfläche:
Sondenanordnung:
Bohrdurchmesser:
Volumenstrom/Sonde:
9 °C (E ED für Standort Berlin)
2 Sonden à 100 m Länge, 6 m Abstand
180 mm
0,5 l/min (Untergrenze turbulente Strömung
im Fluid)
Sonde:
Doppel-U, PE DN 32 PN 10
Mittenabstand:
0,07 m
Leitfähigkeit Hinterfüllung:
1,5 W/(m*K)
Kältemittel:
Monoethylenglykol 25%
Bohrlochwiderstand:
entsprechend o. g. Ausbau
Simulationszeitraum:
25 Jahre
Jahresarbeitszahl:
4,3 (Förderrichtlinie Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle, BaFa)
untere Temperaturrandbedingung des Fluids: 1,5 °C
2. Randbedingungen Grundwasser/Untergrundtemperatur
–
Grundwasserfluss wird nicht berücksichtigt
–
Untergrundtemperatur konstant = mittlere Temperatur Berlin (9 °C)
3. Gültigkeit
–
gilt nur für kleine Sondenanlagen (1 - 2 Sonden)
–
bei größeren Anlagen mit mehr als 2 Sonden (auch unter 30 kW) müssen entsprechend
Abschläge vorgenommen werden, denn die Einflussnahme der Sonden untereinander
nimmt mit steigender Anzahl zu
Die Bestimmung der spezifischen Entzugsleistungen erfolgte für 2 Szenarien. Im ersten Fall wurde die Berechnung der Entzugsleitung für die reine Heizarbeit ohne Warmwasserbereitung mit
1.800 Volllaststunden der Wärmepumpe durchgeführt. Die monatliche Heizlastverteilung ist in
der nachfolgenden Grafiktabelle aufgeführt.
Datum:
23.09.2011
Seite:
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Abbildung 16:
Heizlastverteilung ohne Warmwasserbereitung
Der zweite Berechnungsdurchlauf erfolgte unter Hinzunahme der Warmwasserbereitung mit
2.400 Volllaststunden. Das Verhältnis von Heizarbeit zu Arbeit Warmwasserbereitung ist 3 : 1.
Abbildung 17:
3.4
Heizlastverteilung inklusive Warmwasserbereitung
Ergebnisse für die spezifische Entzugsleistung für einzelne Gesteinsarten
Unter Berücksichtigung der dargestellten Annahmen wurden die folgenden spezifischen Entzugsleistungen berechnet.
Datum:
23.09.2011
Seite:
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Tabelle 3:
Berechnungsergebnisse der spezifischen Entzugsleistung (EED)
Gestein
P 1.800 h/a
[W/m]
P 2.400 h/a
[W/m]
P 1.800 h/a
[W/m]
ungesättigt
P2.400 h/a
[W/m]
gesättigt
9,94
8,02
45,56
37,30
37,86
30,88
46,41
38,02
Mudden
9,20
7,43
9,20
7,43
Torf/Torfmudden
9,20
7,43
9,20
7,43
Sand, allgemein
9,94
8,02
45,56
37,30
Kies
9,82
7,94
34,01
27,75
Geschiebelehm
47,16*
38,82*
47,16
38,82
Geschiebemergel
47,16*
38,82*
47,16
38,82
11,91
9,63
29,84
24,22
Boden
Ton/Schluff
Braunkohle
Kalkstein
*
9,20
7,43
9,20
7,43
45,24
37,06
45,24
37,06
Für den Geschiebemergel/-lehm wird sowohl für den gesättigten als auch für den ungesättigten Bereich der gleiche Wärmeleitfähigkeitswert (2,9 W/mK) angenommen, da er auch im ungesättigten Bereich überwiegend erdfeucht ist. Damit ergeben sich auch die gleichen spezifischen Entzugsleistungen für den gesättigten und ungesättigten Bereich.
3.5
Berechnung der spezifischen Wärmeleitfähigkeit und der spezifischen Entzugsleistung je Bohrung
Nach Zuordnung der Wärmeleitfähigkeiten (gesättigt/ungesättigt) zu allen einzelnen Schichten
sowie Zuordnung der Grundwasserdruckfläche zu jeder Bohrung erfolgte die automatisierte
Summation der spezifischen Entzugsleistung bis zur festgelegten Teufe bzw. die gewichtete Mittelung der Wärmeleitfähigkeit.
Im Folgenden ist die Zusammenfassung der durchgeführten Berechnungen aufgeführt.
Tabelle 4:
Übersicht über die verwendeten Wärmeleitfähigkeitswerte (λ) und resultierenden
spezifischen Entzugsleistungen für unterschiedliche Teufen
Teufe
[m]
Anzahl
Bohrungen
λ-Mittelwert
Spezifische Entzugsleistung W/m
(1.800 h/a)
Spezifische Entzugsleistung W/m
(2.400 h/a)
40
9.047
0,40 - 2,90 (2,32)
9,82 - 47,16 (39,57)
7,92 - 38,82 (32,41)
60
4.422
0,42 - 2,90 (2,33)
10,10 - 47,16 (39,86)
8,25 - 38,82 (32,64)
80
2.485
0,42 - 2,90 (2,32)
7,57 - 47,16 (39,82)
6,19 - 38,82 (32,59)
100
1.127
1,15 - 2,90 (2,31)
21,43 - 47,16 (39,73)
17,50 - 38,82 (32,51)
Die Punktdaten wurden auf das Ausgaberaster mittels IDW (Inverse Distanzwichtung) interpoliert.
Datum:
23.09.2011
Seite:
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3.6
Ergebnisdarstellung für jede Bohrung
Ausgehend von der Zuordnung detaillierter Petrographien zu Gesteinsklassen und zugeordneten
Wärmeleitfähigkeiten/Wärmekapazitäten wurden für jede der ca. 9.047 Bohrungen Skizzen für
die spezifische Wärmeleitfähigkeit sowie aufbauend darauf die spezifische Entzugsleistung für
1.800 und 2.400 Betriebsstunden erstellt (folgende 2 Abbildungen)
Abbildung 18:
3.7
Beispiel für die Ergebnisdarstellung einer Bohrung zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit und zur spezifischen Entzugsleistung
Petrografische Bohrungsdaten als Grundlage für die räumliche Interpolation
der geothermischen Eigenschaften
Als Grundlage für die Regionalisierung der Teufen bezogenen spezifischen Wärmeleitfähigkeit
bzw. der Teufen bezogenen spezifischen Entzugsleistung wurden die petrografischen Ansprachen aus den Aufschlüssen sowie die Lage der Grundwasserdruckfläche verwendet. Um in Bereichen mit wenigen Aufschlüssen zusätzliche Stützstellen zu erzeugen, wurde das in den
Schnitten verarbeitete geologische Expertenwissen verwendet. Die Schnitte enthalten eine von
Experten interpretierte stratigrafische (Grobstratigrafie) und eine petrografische Information, die
für die Erzeugung virtueller Bohrungen verwendet werden konnte (siehe unten). Da weder in den
Schnitten noch in den stratifizierten Aufschlüssen eine feinstratigrafische Information enthalten
ist, war bei der Erstellung des 3D-Modells keine eindeutige Zuordnung der petrografischen Einheiten möglich. Somit musste das 3D-Modell auf die Grobstratigrafie beschränkt werden. Sobald
die Aufschlüsse feinstratifiziert sind, kann das bestehende 3D-Modell problemlos fortgeschrieben
Datum:
23.09.2011
Seite:
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und präzisiert werden. Aufgrund dieses Sachverhaltes, musste die für die geothermischen Eigenschaften relevante petrografische Information direkt aus den Primärdaten (Aufschlüsse) und
aus den in den Schnitten interpretierten Petrografien erstellt werden, da aufgrund der genannten
Datendefizite die petrografische Information nicht im 3D-Modell enthalten ist.
3.8
Punktverdichtung für die flächenhafte Interpolation (virtuelle Bohrungen)
Da insbesondere für die Erstellung der Karte mit der Tiefe bis 100 m nur 1.100 Bohrungen zur
Verfügung standen, wurden zur Verdichtung für alle vier Teufen virtuelle Bohrungen anhand des
erstellten geologischen Modells bzw. der zugrunde liegenden Schnitte abgeleitet. Diese Bohrungen wurden anhand der Profillinien der geologischen Schnitte mit einem Abstand von 500 m erstellt. Die Zuordnung der Wärmeleitfähigkeit und des zugehörigen Entzugspotentials erfolgte für
diese Stützstellen anhand gemittelter Werte der petrographischen Eigenschaften des umliegenden Gesteins entsprechend o. g. Tabellen. Insgesamt wurden ca. 3.900 virtuelle Bohrungen verwendet.
Wie bereits oben dargestellt, repräsentieren die Schnitte geologisches Expertenwissen, welches
auch die petrografische Information enthält, die an den Stellen für die Regionalisierung der geothermischen Eigenschaften genutzt werden konnte, an denen keine realen Aufschlüsse vorhanden sind.
3.9
Ergebnisdarstellung als flächenhafte Karte
Die für alle Bohrungen berechneten Werte für die spezifische Wärmeleitfähigkeit und die spezifische Entzugsleistung werden auf die Fläche der Stadt Berlin interpoliert. Im Folgenden sind jeweils ein Ausschnitt der Karte sowie stark verkleinert die Gesamtkarte für die Wärmeleitfähigkeit
und die spezifische Entzugsleistung dargestellt.
Insgesamt wird die Karte der Wärmeleitfähigkeit für 4 Ebenen (0 - 40 m / 0 - 60 m / 0 - 80 m /
0 - 100 m Tiefe) berechnet. Die Karten der spezifischen Entzugsleistung werden jeweils für 1.800
und 2.400 Jahresbetriebsstunden ebenfalls für die Ebenen 0 - 40 m / 0 - 60 m / 0 - 80 m /
0 - 100 m Tiefe erstellt.
Datum:
23.09.2011
Seite:
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Abbildung 19:
Ausschnitt aus der Karte zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit 0 - 100 m Teufe
Abbildung 20:
Karte zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit 0 - 100 m Teufe
Datum:
23.09.2011
Seite:
32/67
Abbildung 21:
Ausschnitt aus der Karte zur spezifischen Entzugsleistung für 1.800 Jahresbetriebsstunden und 0 - 100 m Teufe
Abbildung 22:
Karte zur spezifischen Entzugsleistung für 1.800 Jahresbetriebsstunden und
0 - 100 m Teufe
Datum:
23.09.2011
Seite:
33/67
4 Geologisches Tiefenmodell
Einleitende Anmerkung zum folgenden Abschnitt:
Alle Teufenangaben in den folgenden Ausführungen beziehen sich auf Meter unter Geländeoberkante. Das Modell wurde gemeinsam für beide Ressourcenklassen 2 (> 100 m - 100 °C)
und 3 (> 100 °C bis 5 km) erstellt.
4.1
Eingangsdaten
Die Datenlage zum tieferen Untergrund ist als eher dürftig zu bezeichnen. Im Stadtgebiet Berlin
selbst stehen lediglich 3 Bohrungen zur Verfügung (Berlin 1, Reichstag 1, Wartenberg 2), welche
tief genug sind, um „harte“ Daten bis zu einer Teufe (und damit Modellunterkante) von etwa
5.000 Metern zu liefern. In Brandenburg in brauchbarer Nähe zu Berlin kommen dazu die Bohrungen Potsdam 1, Schönwalde 1, Oranienburg 1, Seefeld, Rüdersdorf sowie Groß Ziethen in
Betracht. Hier ist zu ergänzen, dass für die Projekte Berlin (Gasspeicher), Potsdam sowie Rüdersdorf jeweils mehrere Bohrungen auf kleinem Raum existieren, von denen jeweils die tiefste
für die Modellbildung genutzt wird (Abb. 23).
Die folgende Abbildung zeigt die Lage der verfügbaren Bohrungen, kombiniert mit dem jeweils
unter Quartär/Tertiär anstehenden Festgestein:
Abbildung 23:
Datum:
23.09.2011
Übersicht über die Lage der verwendeten Bohrungen mit dem unter dem
Quartär/Tertiär anstehenden Festgestein
Seite:
34/67
4.2
Geologische Entwicklung des Berliner Untergrundes
Ausgangspunkt für die folgenden Betrachtungen ist die Oberfläche des unterkarbonischen Untergrundes. Die wenigen Informationen hierzu stammen aus tiefen Forschungs- bzw. Erkundungsbohrungen sowie aus der Auswertung seismischer Profile. Das Rotliegende wird lediglich
von 2 Bohrungen durchteuft (Oranienburg 1 sowie Rüdersdorf 13), alle weiteren Aussagen müssen aus der Seismik abgeleitet werden. Insofern sind detaillierte Aussagen zum Prä-Perm nur
sehr grob zu treffen. Inwieweit hier bereits ein differenziertes Relief vorlag, kann de facto nicht
gesagt werden.
Mit dem Rotliegenden kam es im Bereich der Norddeutschen Senke im Autun verbreitet zu Vulkanismus. Vulkanite sind an allen Bohrungen, welche dieses Niveau erreichen, nachgewiesen.
Die Teufenlagen (Top der Vulkanite) variieren dabei zwischen 3.200 und 3.700 Metern. Dabei
dürfte es sich nicht um einen einzelnen (Strato-)Vulkan gehandelt haben, wie es die lokale Betrachtung um den Spandauer Gasspeicher herum suggerieren mag, sondern um eine Reihe von
Vulkanen, welche regionalen bzw. überregionalen Störungszonen folgen.
Im Übergang zum Saxon klingt der Vulkanismus aus, es setzt unter kontinentalen Bedingungen
eine Sedimentation ein. Dabei werden einerseits die zuvor entstandenen Vulkane wieder abgetragen, andererseits erfolgt ein Sedimenteintrag von den Rändern der Senke her. Die genauen
Liefergebiete sind derzeit noch Gegenstand wissenschaftlicher Diskussion. In jedem Falle wird
davon ausgegangen, dass das Relief mit Einsetzen der Zechstein-Transgression im Wesentlichen als annähernd nivelliert angesehen werden kann, die ehemaligen Vulkane des Autun ragten nicht mehr als Berge über eine Ebene.
Mit dem Zechstein wird die Norddeutsche Senke Ablagerungsraum des Meeres. Dabei stellt der
Berliner Raum den Übergangsbereich vom eigentlichen tieferen Becken zum Plattformhang dar.
Es ist die gesamte Abfolge von 5 Zyklen von Werra-Folge bis Ohre-Folge ausgebildet. Die ehemals stratiforme Ablagerung der Zechstein-Sedimente wurde spät-mesozoisch durch ausgeprägte Salinartektonik überprägt, was zu erheblichen Mächtigkeitsschwankungen in den Bohrprofilen
führt.
Mit der Regression des Zechstein-Meeres setzt die kontinentale Entwicklung des Buntsandsteins
ein. Die einzelnen Glieder des Buntsandsteins sind vergleichsweise gut und differenziert untersucht, da es sich hierbei um potenziell wirtschaftlich nutzbare Horizonte handelt. Für alle tiefen
Bohrungen gilt, dass der Buntsandstein mit allen Teilfolgen ausgebildet ist, wobei insbesondere
der Untere wie auch der Obere Buntsandstein zumeist nur zusammengefasst erwähnt werden,
während die verschiedenen Sandsteinhorizonte des Mittleren Buntsandsteins (Volpriehausen,
Detfurth, Hardegsen und Solling) detailliert untersucht wurden.
Datum:
23.09.2011
Seite:
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Im Muschelkalk erfolgte eine erneute Transgression, welche flächendeckend zur Ablagerung
insbesondere von Kalksteinen führte. Dieser Abschnitt der Erdgeschichte wurde wiederum vom
überwiegend kontinental geprägten Keuper abgelöst.
Ab dem Jura erfolgte erneut eine Transgression, welche bis zum Ende der Kreidezeit für die Deposition von Meeressedimenten sorgte.
Das gesamte Gebiet wurde immer wieder tektonisch beansprucht. Durch Tiefenseismik sind größere Störungen in allen stratigraphischen Einheiten nachgewiesen, wobei es sehr problematisch
bis unmöglich ist, exakte Versatzhöhen anzugeben. Von erheblicher Bedeutung für die morphologische Strukturierung des Untergrundes ist die Mobilisierung der zechsteinzeitlichen Salze,
welche zur Bildung von sowohl gravitativ als auch tektonisch indizierten Salzkissenstrukturen
führten. Das Fließen des Salzes führte einerseits zu Aufdomungen, andererseits zur Bildung von
Depressionen. Diese beiden einander bedingenden Prozesse generierten aus der ursprünglich
weitestgehend homogenen Mächtigkeit der Zechsteinablagerungen Differenzen in den heute
erbohrten Mächtigkeiten von bis zu 2.000 Meter (beispielhaft: Bohrung Rüdersdorf 13 - rund
2.440 Meter, Bohrung Groß Ziethen 1 - rund 240 Meter). Diese Bewegungen dürften in der Kreidezeit stattgefunden und möglicherweise schon im Jura initial eingesetzt haben.
Abbildung 24:
Datum:
23.09.2011
vermutete Störungen von Berlin nach dem Atlas zur Geologie von Brandenburg
Seite:
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Abbildung 24 zeigt das Muster von Störungen, welches aus seismischen Untersuchungen für
den Untergrund von Berlin angenommen wird. Problematisch für die Implementierung des Störungsmusters in das Modell ist die Tatsache, dass – wie schon zuvor erwähnt – bis auf den recht
genau untersuchten Bereich des Gasspeichers in Spandau keine Angaben zu den Sprunghöhen
vorliegen. Nach ausführlicher Diskussion mit Frau DR.SCHECK-W ENDEROTH UND ARBEITSGRUPPE
DES GFZ sowie Herrn Dr. Hauptmann wird deshalb auf eine Einbeziehung von störungsbedingten Sprüngen im Modell verzichtet.
Mit Ende der Kreidezeit und Einsetzen der Tertiär-Transgression lag wieder ein weitgehend nivelliertes Niveau vor. Allerdings deuten die vergleichsweise hohen Mächtigkeiten nordwestlich
von Berlin darauf hin, dass dort auch noch parallel zur Tertiärsedimentation eine Absenkung
stattgefunden hat (Trog von Schönwalde)
4.3
Differenzierung des Festgesteins unter Nutzbarkeitsaspekten
Unter dem Gesichtspunkt der Nutzbarkeit einzelner Abschnitte des Festgesteinsuntergrundes für
Fragestellungen der Nutzung der Geothermie wurde ausgehend vom Gesamtmodell eine partielle Differenzierung vorgenommen.
Prinzipiell kann festgestellt werden, dass für die geothermische Wärmegewinnung vor allem
wassergefüllte Schichten mit einer Mindestporosität infrage kommen. Im Untergrund von Berlin
sind dies in erster Linie:
–
–
die Sandsteine des Rotliegenden (Saxon),
die Sandsteine des Mittleren Buntsandsteins.
Neben diesen genannten gibt es weitere sandsteinführende Horizonte, welche jedoch nach dem
lithologischen Befund der tiefen Bohrungen nicht die erforderlichen Porositäten aufweisen, so
etwa der Schilfsandstein des Mittleren Keuper, der hier als stark schluffiger Feinsandstein beschrieben wird und somit eigentlich eher als „Äquivalent des Schilfsandsteins“ zu bezeichnen
wäre.
Die Sandsteine des Saxon treten in Teufenbereichen zwischen 3.200 und 3.500 Metern unter
GOK auf und haben eine Mächtigkeit von durchschnittlich 200 Metern. Ihre Beschreibung variiert
zwischen Sandsteinen und Konglomeraten, aber auch, wie in der Bohrung Großziethen 1, tonsteinführenden Fein- und Mittelsandsteinen. Sie sind (mutmaßlich) flächendeckend ausgebildet.
Inwieweit es, wie diskutiert, Mächtigkeitserhöhungen in den Flanken des Prä-Saxon-Reliefs gibt,
welche wiederum für Nutzbarkeitserwägungen von besonderer Bedeutung wären, muss nach
gegebenem Kenntnisstand vorläufig Spekulation bleiben.
Für das Saxon erfolgt keine weitere Untergliederung des modellierten Körpers.
Datum:
23.09.2011
Seite:
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Im Gegensatz zum Unteren und Oberen Buntsandstein, welche stark bindig bis teilweise salinar
ausgebildet sind, entspricht der Mittlere Buntsandstein per se den Anforderungen an eine Nutzbarkeit.
Diese Einheit ist ausgebildet als zyklische Abfolge von Sandsteinen, Schluffsteinen und Tonsteinen, wobei idealer Weise jeweils im Liegenden der vier Folgen (vom Hangenden zum Liegenden)
–
–
–
–
Solling
Hardegsen
Detfurth
Volpriehausen
Sandsteine abgelagert wurden, welche zum Hangenden hin feinkörniger werden, bevor der folgende Zyklus wieder mit einem Sandstein beginnt. Allerdings zeigt der Bohrungsbefund ortskonkret auch Abweichungen von dieser Zyklizität in Form von Wechsellagerungen rolliger und bindiger Sedimente innerhalb einer Folge.
Für das Modell wurden die zuvor genannten vier Folgen des Mittleren Buntsandsteins als separate geologische Körper modelliert. Dabei wurde sich an der konkreten Mächtigkeit in den tiefen
Bohrungen orientiert und für die Fläche eine anteilige Mächtigkeit angenommen.
Im Falle einer geplanten Nutzung dieser Schichten für ein Geothermieprojekt muss eine Feststellung von ortskonkreter Mächtigkeit und Porosität durch eine Testbohrung als unumgänglich angenommen werden.
4.4
Quellen des Tiefenmodells (Festgestein) - verwendete Bohrungen
Tabelle 5:
Bohrungsdaten „Tiefbohrungen“ (Quelle: GeotIS-Datenbank)
Bohrung
Berlin 1
Reichstag 1
Wartenberg 2
Seefeld 1
Rüdersdorf 13
Groß Ziethen 1
Potsdam 1
Schönwalde 1
Oranienburg 1
Datum:
23.09.2011
Endteufe
(m, gerundet)
4.038
560
1.888
3.515
4.108
3.304
954
1.705
5.133
Stratigrafie
Endhorizont
Rotliegend (Autun)
Keuper
Buntsandstein
Rotliegend (Autun)
Präperm
Rotliegend (Autun)
Jura
Keuper
Präperm
Seite:
38/67
Flachere Bohrungen aus der Datenbank Berlin
In die Betrachtungen zum Festgesteinsuntergrund konnten in Summe 66 Bohrungen einbezogen
werden, welche das Lockergestein durchteufen. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen
Tiefbohrungen erreichen diese eine Teufe von maximal 526 m (Bohrung BG 173). Das heißt,
dass dieser Pool an Bohrungen maximal den Keuper erreicht, ohne denselben zu durchteufen.
Damit können jedoch die Informationen zum Mesozoikum für das Gesamtmodell verbessert werden. Einige Bohrungen wurden für das Modell umstratifiziert.
4.5
Quellen des Tiefenmodells (Festgestein) - verwendete Flächendaten
Seismik
Neben den Bohrungsdaten war es erforderlich, zur Abgrenzung der einzelnen geologischen Einheiten die Auswertung diverser geoseismischer Messungen einzubeziehen. Dazu liegen Daten
aus zwei verschiedenen Quellen vor:
–
flächendeckende Seismik in mehreren Horizonten und Blattschnitten für den nördlichen
Raum der ehemaligen DDR (im Weiteren „DDR-Seismik“)
–
lokale Seismikprofile, gebunden an Tiefbohrungen - beispielhaft Gasspeicher Spandau
Das größte Problem bei der Nutzung dieser Seismik-Profile besteht in der Korrelation der verschiedenen Quellen. Es ist häufig so, dass die verschiedenen Reflektoren an den jeweiligen Bohrungen konkret spezifiziert werden konnten, die Interpretation außerhalb von Bohrungsdaten
aber Differenzen bis zu 400 m innerhalb des gleichen Horizontes aufweisen.
Diese Gesamtproblematik wurde ausführlich sowohl mit den Mitarbeitern des Geoforschungszentrums Potsdam (Frau DR.SCHECK-W ENDEROTH UND ARBEITSGRUPPE DES GFZ), als auch mit
Herrn DR. HAUPTMANN als dem Autor der Studie zum Geothermieprojekt Schöneberg diskutiert.
Ergebnis dieser Diskussion war, dass die Anpassung der verschiedenen Quellen - unter bestmöglicher Einbindung der validierten Bohrungsdaten - nur mit erheblichen manuellen Eingriffen
möglich ist.
Eines der wesentlichen Probleme bei der Interpretation der Reflektoren in den lokalen SeismikBildern zu den einzelnen Bohrungen ist die Zunahme des „Rauschens“ an den jeweiligen Endabschnitten der Profile. Beispielhaft sei die Bohrung Berlin 1 benannt, für welche die Seismik für die
Basis des Zechsteins eine annähernd kreisförmige, kegelförmige Erhebung abbildet, während
eine großräumige Betrachtung ergibt, dass ein solcher Vulkankegel (wenn er denn überhaupt im
Sinne eines isolierten Stratovulkans existiert hat) mit Einsetzen der Zechstein-Transgression
weitestgehend nivelliert gewesen sein dürfte (vgl. hierzu die Diskussionen im Potsdamer Kolloquium Dezember 2010).
Datum:
23.09.2011
Seite:
39/67
Für die flächenhaften Karten der DDR-Seismik ist festzustellen, dass
–
die Fläche des ehemaligen Westberlins weitestgehend ausgespart ist;
–
für einige Horizonte nur einzelne isolierte Tiefenlinien ausgewiesen sind,
–
das Gesamtkartenwerk teilweise aus Tiefenlinienkarten, teilweise aber auch aus Mächtigkeitskarten zusammengesetzt ist, welche – digitalisiert – nur bedingt kompatibel sind sowie
–
einige Horizonte ausgehalten sind, welche sich mit keinen anderen Quellen korrelieren
lassen, beispielhaft „Transgressionsfläche Hauterive bis Unteralb“.
Geologische Karten
Für die Modellierung des Festgesteins sind letztlich Verbreitungsflächen der einzelnen geologischen Einheiten erforderlich. Das Werk mit der besten und aktuellsten flächendeckenden Aussage ist dabei der „Atlas zur Geologie von Brandenburg“ aus dem Jahr 2010. Mit einem Maßstab
von 1 : 1.000.000 ist dieser zwar eher ein Übersichtskartenwerk, für die konkrete Fragestellung in
seiner Aussagekraft aber hinreichend.
Konkret kamen für das Tiefenmodell folgende Quellen/Karten zur Anwendung:
Atlas zur Geologie von Brandenburg, Maßstab 1 : 1.000.000
Reflexionsseismik des VEB Kombinat Geophysik Leipzig, Maßstab 1 : 100.000
Blatt Berlin N-33-123/124
Reflexionsseismik zur Erkundung des Untergrundes des Gasspeichers Berlin-Spandau
Zur Konstruktion der einzelnen Ebenen war eine Kombination der verschiedenen Kartenwerke
erforderlich, insbesondere deshalb weil keines der genannten Werke jeweils alle Ebenen abbildet. Im Folgenden werden die Quellen bzw. kombinierten Quellen aufgeführt, welche für die jeweilige Modellebene Verwendung fanden:
Tertiärbasis
Bohrungen, DDR-Seismik T1
Kreidebasis
Tertiärbasis - Mächtigkeit Oberkreide (BB-Atlas, Karte 17) u. a.
Jurabasis
Keuperbasis + Mächtigkeit Keuper (Tiefbohrungen)
Keuperbasis
Buntsandsteinbasis + DDR-Seismik X1-M1 (Mächtigkeit Buntsandstein und
Muschelkalk)
Muschelkalkbasis
Keuperbasis - BB-Atlas, Karte 20 (Muschelkalk, Mächtigkeiten)
Datum:
23.09.2011
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Buntsandsteinbasis BB-Atlas, Karte 23 (Tiefenlage der Zechsteinoberfläche)
sowie zusätzlich:
–
Zechsteinbasis + DDR-Seismik Z1-X1;
–
Seismik B1 (Triasbasis)
Zechsteinbasis
BB-Atlas, Karte 24 (Zechsteinbasis)
Saxonbasis
DDR-Seismik H6 (Saxonbasis)
Vulkanitbasis
Saxonbasis - BB-Atlas, Karte 26 (Vulkanitmächtigkeit)
4.6
Darstellung des Tiefenmodells von Berlin
Aus den oben beschriebenen Daten wurde ein Modell von der Basis des Rotliegenden (Ebene 1)
bis zur Basis des Tertiärs (Ebene 9) erstellt.
Abbildung 25:
Datum:
23.09.2011
Tiefengeologie Berlin - Einzelne Ebenen, Gesamtmodell ohne Überhöhung Darstellung jeweils der Basis der einzelnen Horizonte
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Abbildung 26:
Tiefengeologie Berlin - Einzelne Ebenen, das Gesamtmodell bei 4-facher Überhöhung - Darstellung jeweils der Basis der einzelnen Horizonte
Es wurde eine vierfache Überhöhung gewählt, um die einzelnen Strukturen besser hervorzuheben, ohne dabei das jeweilige Relief zu stark zu betonen. Eingefügt wurde ebenfalls die Lage der
wichtigsten tiefen Bohrungen. Im Folgenden wird das Modell vom Liegenden zum Hangenden
schichtweise gezeigt - sowohl als 3D-Ansicht, als auch als Tiefenlinienkarte.
Abbildung 27:
Datum:
23.09.2011
Ebene 1 (3-D Ansicht): Basis Rotliegend, entspricht Basis der Vulkanite des
Autun bzw. Top des Präperms
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Abbildung 28:
Ebene 1 (Tiefenlinienkarte): Basis Rotliegend, entspricht Basis der Vulkanite
des Autun bzw. Top des Präperms
Abbildung 29:
Ebene 2 (3-D Ansicht): Basis des sedimentären Rotliegenden (Saxon)
Datum:
23.09.2011
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Abbildung 30:
Ebene 2 (Tiefenlinienkarte): Basis des sedimentären Rotliegenden (Saxon)
Abbildung 31:
Ebene 3 (3-D Ansicht): Basis des Zechstein. Wie beschrieben, wird von einem
weitestgehend nivellierten Top des Rotliegenden ausgegangen. Gut sichtbar ist
das Ansteigen des Kontinentalhanges nach Süd bzw. Südost.
Datum:
23.09.2011
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Abbildung 32:
Ebene 3 (Tiefenlinienkarte): Basis des Zechstein. Wie beschrieben, wird von
sichtbar ist das Ansteigen des Kontinentalhanges nach Süd bzw. Südost.
Abbildung 33:
Ebene 4 (3-D Ansicht): Basis des Buntsandsteins, gleichzeitig Top Zechstein.
Das deutlich bewegte Relief entstand erst mit der Salzmobilisierung im späten
Mesozoikum und paust sich deshalb durch alle hangenden Horizonte durch.
Datum:
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Abbildung 34:
Datum:
23.09.2011
Ebene 4 (Tiefenlinienkarte): Basis des Buntsandsteins, gleichzeitig Top Zechstein. Das deutlich bewegte Relief entstand erst mit der Salzmobilisierung im
späten Mesozoikum und paust sich deshalb durch alle hangenden Horizonte
durch.
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Da der Buntsandstein als einer der möglichen Speicherhorizonte mit geothermischem Potential
in Frage kommt, wurde dieser im geologischen Tiefenmodell weiter unterschieden, in unteren,
mittleren und oberen Buntsandstein. Der mittlere Buntsandstein wurde weiter differenziert in
Volpriehausen-Formation, Detfurth-Formation, Hardegsen-Formation und Solling-Formation (von
unten nach oben). Die Aufteilung erfolgte anhand der Mächtigkeit der einzelnen Einheiten in den
vorhandenen Tiefbohrungen (siehe Abbildungen 35 und 36).
Abbildung 35:
Datum:
23.09.2011
(3-D Ansicht) Oberkante des mittleren Buntsandsteines, Oberkante des unteren
Bundsandsteines, Buntsandsteinbasis (von oben nach unten)
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Abbildung 36:
(3D-Ansicht) Differenzierung des Buntsandsteins im Gesamtmodell - oberer,
mittlerer und unterer Buntsandstein (farbig)
Abbildung 37:
(Tiefenlinienkarte) Basis des oberen Buntsandsteines
Datum:
23.09.2011
Seite:
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Abbildung 38:
Ebene 5 (3D-Ansicht): Basis des Muschelkalk
Abbildung 39:
Ebene 5 (Tiefenlinienkarte): Basis des Muschelkalk
Datum:
23.09.2011
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Abbildung 40:
Ebene 6 (3D-Ansicht): Basis des Keuper
Abbildung 41:
Ebene 6 (Tiefenlinienkarte): Basis des Keuper
Datum:
23.09.2011
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Abbildung 42:
Ebene 7 (3D-Ansicht): Basis des Jura. In dieser Ebene sind erstmals signifikante „Lücken“ erkennbar, die Ablagerungen des Jura wurden hier im jeweiligen
Top der Salzstrukturen erodiert.
Abbildung 43:
Ebene 7 (Tiefenlinienkarte): Basis des Jura. In dieser Ebene sind erstmals signifikante „Lücken“ erkennbar, die Ablagerungen des Jura wurden hier im jeweiligen Top der Salzstrukturen erodiert.
Datum:
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Abbildung 44:
Ebene 8 (3D-Ansicht): Basis der Kreide. Die zuvor beschriebenen Erosionserscheinungen treten noch stärker für die Kreide auf. Dieses Bild zeigt mehr oder
weniger die Situation auch im Liegenden des Tertiärs und damit für den Übergang des Festgesteins in das Lockergestein.
Abbildung 45: Ebene 8 (Tiefenlinienkarte): Basis der Kreide. Die zuvor beschriebenen Erosionserscheinungen treten noch stärker für die Kreide auf. Dieses Bild zeigt mehr
oder weniger die Situation auch im Liegenden des Tertiärs und damit für den
Übergang des Festgesteins in das Lockergestein.
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Abbildung 46:
Ebene 9 (3D-Ansicht): Basis des Tertiär. Gut erkennbar einerseits im Osten das
fehlende Tertiär in der Struktur von Rüdersdorf, andererseits die durch „Salzabfluss“ stark ausgeprägte Depression im Nordwesten mit einem über 1.000 Meter
mächtigen Tertiär.
Abbildung 47:
Ebene 9 (Tiefenlinienkarte): Basis des Tertiär. Gut erkennbar einerseits im Osten das fehlende Tertiär in der Struktur von Rüdersdorf, andererseits die durch
„Salzabfluss“ stark ausgeprägte Depression im Nordwesten mit einem über
1.000 Meter mächtigen Tertiär.
Datum:
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5 Geothermisches Temperaturmodell für den tiefen geologischen Untergrund
5.1
Vorgehensweise
Grundlage zur Erstellung des Geothermischen Tiefenmodells ist die Temperaturprognose von
HENNING (2011). Diese basiert unter anderem auf virtuellen Stützstellen, die sich aus den
Schnittpunkten einer vertikalen Ebene mit den jeweiligen Polygonen der Schnitte ergaben
(Abb. 47).
Abbildung 48:
Virtuelle Stützstellen im Abstand von 250 m
In diesem Bericht wurden Temperaturprognosen für 1.045 flächenhaft verteilte Stützstellen bis
zur Tiefe des Rupeltones berechnet. Des Weiteren erfolgte die flächenhafte Berechnung der
Wärmestromdichten als Ergebnis der Anpassung berechneter Temperaturprofile an die gemessenen Temperaturprofile.
5.2
Bestimmung der Wärmeleitfähigkeiten für stratigraphische Horizonte
Den vorliegenden Tiefbohrungen wurden schichtbezogen Wärmeleitfähigkeiten (entsprechend
Kapitel 3) den einzelnen Petrographien zugeordnet. Es erfolgte anschließend eine Zusammenfassung der einzelnen Schichten zu stratigraphischen Einheiten und eine gewichtete Mittelwertbildung.
Datum:
23.09.2011
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Im Ergebnis wurden den einzelnen stratigraphischen Einheiten folgende Wärmeleitfähigkeiten
zugewiesen:
Geologische Einheit
Wärmeleitfähigkeit in
W / (m · K)
Kreide
2,53
Jura
2,37
Keuper
2,36
Muschelkalk
2,62
Buntsandstein
2,49
Zechstein
3,59
Saxon
2,58
Vulkanit
1,10
Karbon
2,75
Die Wärmeleitfähigkeiten wurden anhand der recherchierten Tiefbohrungen ermittelt. Dabei wurden für die einzelnen stratigraphischen Einheiten die zugeordneten, verschiedenen Petrographien gewichtet gemittelt.
5.3
Berechnung der Temperaturen in festgelegten Horizonten
Da zu vorliegenden Tiefbohrungen nur wenige Temperaturmessungen vorhanden sind und diese
sich meist außerhalb der Stadtgrenzen von Berlin befinden, konnte die Berechnung nur über die
Wärmestromdichte aus o.g. Temperaturprognose erfolgen. Punktuell erfolgte ein Vergleich mit
gemessenen Temperaturen. Die Genauigkeit der Berechnung wird damit wesentlich durch die
ermittelte Wärmestromdichte beeinflusst (siehe Abbildung 49).
Ausgehend von der berechneten Temperatur (Abbildung 50) an der Oberkante Rupelton wurde
über die Beziehung
T1 = T0 + (Q · Z) / λ
mit Z = Schichtmächtigkeit, Q = Wärmestromdichte, λ = Wärmeleitfähigkeit, T0 = Temperatur der nächsthöheren Schichtgrenze 0,
T1 = Temperatur in Teufe 1
und den verschiedenen Wärmeleitfähigkeiten die Temperatur der Oberkante des mittleren Buntsandstein und des Saxons berechnet (Abbildungen 51, 52).
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Abbildung 49:
Verteilung der Wärmestromdichte (OWSD) nach HENNING (2011)
Abbildung 50:
Temperatur, Höhenniveau Oberkante Rupelton, nach HENNING (2011)
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Abbildung 51:
Temperaturverteilung, Oberkante mittlerer Buntsandstein
Abbildung 52:
Temperaturverteilung Oberkante Saxon (Rotliegend Sandstein)
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23.09.2011
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6 Darstellung und Quantifizierung der vorhandenen geothermischen
Ressource der Ressourcenklassen 2 (> 100 m bis 100 °C) und 3
(> 100 °C bis 5 km Tiefe)
6.1
Charakterisierung der technischen Systeme zur Nutzung des geothermischen
Potenzials des tiefen geologischen Untergrundes
Zur Nutzung des im tiefen geologischen Untergrund gespeicherten geothermischen Potenzials
sind gegenwärtig unterschiedliche technische Ansätze vorhanden. Diese können wiederum nach
verschiedenen Gesichtspunkten charakterisiert werden. Hier soll in die nachfolgenden drei Systemtypen unterschieden werden:
–
–
–
Tiefe Erdwärmesonden (geschlossene Systeme)
Hydrothermale Dublettensysteme und
Petrothermale Systeme
Diese Systeme sollen zunächst kurz beschrieben werden, bevor anschließend vereinfachte Abschätzungen zu den damit erschließbaren Ressourcen für das Land Berlin durchgeführt werden.
Die Nutzungsmöglichkeiten der Ressourcenklassen 2 (bis 100 °C) und 3 (über 100 °C) werden
hier gemeinsam diskutiert. Dies ist sachlich darin begründet, dass die Nutzungsmöglichkeit insbesondere bei hydrothermalen Systemen Horizont-bezogen ist und dort die Übergänge zwischen
den Ressourcenklassen fließend sind. So liegt die Temperatur der Rotliegendsandsteine zwischen 85 °C und 120 °C und würde formal die Grenze überschreiten. Eine Trennung würde die
Lesbarkeit stark reduzieren.
6.2
6.2.1
Tiefe Erdwärmesonden
Systemcharakterisierung und Einschätzung der Wirtschaftlichkeit
Hierbei handelt es sich um geschlossene Systeme, die vergleichbar den oberflächennahen Erdwärmesonden sind. Ein Arbeitsfluid (meist Wasser) bewegt sich in einem geschlossenen Kreislauf innerhalb der Sonde. Besonders hervorzuheben sind Koaxialsonden. Bei diesen strömt das
Arbeitsmedium im Außenrohr nach unten, nimmt über Wärmeleitung die Wärme vom umgebenden Gestein auf und wird dadurch erwärmt. Im Innenrohr, welches meist isoliert ist, strömt es
wieder zur Erdoberfläche. Dort wird dem Arbeitsfluid Wärme über einen Wärmetauscher entzogen und wieder in das Außenrohr geleitet. Da der Schlüsselprozess Wärmeleitung ist, können
auch tiefe Erdwärmesonden überall eingesetzt werden. Es bestehen keine speziellen Anforderungen an die Geologie. Standorte mit hohen geothermischen Gradienten sind allerdings bevor-
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zugt. Unter diesem Blickwinkel ist der Bereich des Landes Berlin als günstig anzusehen, da der
geothermische Gradient im Mittel über 3 K / 100 m liegt. Diese Standortunabhängigkeit stellt einen großen Vorteil von geschlossenen Systemen dar. Ein weiterer Vorteil dieser Systeme besteht darin, dass bei entsprechender Materialauswahl der Verrohrung die Zusammensetzung der
Porenwässer keine Rolle spielt. Auch unter diesem Blickwinkel kann eine Sonde nahezu überall
eingesetzt werden. Ein Nachteil ist darin zu sehen, dass die damit abgreifbare thermische Leistung begrenzt ist. Diese liegt im Dauerbetrieb auch bei Teufen bis 2.000 m lediglich im Bereich
von 100 kW - 200 kW. Die Begrenzung resultiert einerseits aus der durch den Prozess der Wärmeleitung gegebenen Begrenzung als auch aus den erheblichen Strömungswiderständen innerhalb der Sonde die zu Druckverlusten führen.
Bei einer üblichen Volllaststundenzahl von ca. 2.000 h/a, wie sie für Heizzwecke üblich ist, besteht die Möglichkeit während der Wintermonate, bei ähnlicher mittlerer Abkühlung des Untergrundes, in etwa die vierfache thermische Leistung zu entziehen. Sie bleibt damit jedoch um ein
bis zwei Größenordnungen unter den mit hydrothermalen Dubletten darstellbaren thermischen
Leistungen. Demgegenüber stehen die hohen Investitionskosten für tiefe Bohrungen, speziell
auch unter dem Blickwinkel möglichst großer Durchmesser, um Druckverluste minimal zu halten.
Unter Berücksichtigung möglicher Einsparungen von Heizkosten auf der einen Seite, den Betriebskosten infolge Elektroenergieeinsatz für die Umlaufpumpe und den Bohrkosten auf der anderen Seite sind solche Systeme nur selten wirtschaftlich. Dies gilt auch besonders unter dem
Blickwinkel, dass die sich einstellende Rücklauftemperatur bei entsprechender Leistung der
Sonde kaum über 50 °C liegt. Es handelt sich somit um Niederenthalpiewärme, deren Nutzung
eine entsprechende Systemauslegung auf der Nutzerseite erfordert. Die für Heizwasserkreisläufe
üblichen Temperaturen können in der Regel nur unter zusätzlicher Einbeziehung einer Wärmepumpe erreicht werden. Insgesamt sind solche Systeme kaum wirtschaftlich nutzbar.
Eine Wirtschaftlichkeit kann allerdings dann gegeben sein, wenn Altbohrungen bzw. nicht fündige
Hydrothermalbohrungen entsprechend genutzt und umfunktioniert werden können. Nach gegenwärtigem Kenntnisstand sind keine nutzbaren Altbohrungen im Raum Berlin verfügbar.
6.2.2
Nutzbare Bereiche
Der durch solche Systeme beeinflusste Bereich ist begrenzt. Er liegt in der Regel bei einigen
hundert Metern (ca. 250 m) Abstand zur Sonde. Es bestehen somit nur Einschränkungen, wenn
sich in unmittelbarer Nähe ein ähnliches System befindet bzw. geplant ist. Auswirkungen auf
oberflächennahe Systeme sind begrenzt. So ist bei tiefen Koaxialsonden in Oberflächennähe
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(oberste 100 - 200 m) eher mit einer Erwärmung als mit einer Abkühlung zu rechnen, da in Abhängigkeit von der Systemauslegung das Arbeitsfluid mit einer Temperatur im Bereich von über
10°C im Außenrohr nach untern strömt und damit zu e iner Erwärmung des Umfeldes um einige
°C führen kann. Dieser Aspekt ist insofern genehmig ungsrelevant, da eine Erwärmung des
Grundwassers zu befürchten ist. Deshalb müssen die Auswirkungen eines solchen Systems auf
das Umfeld im Rahmen der Planung genau prognostiziert werden.
Mit derartigen Systemen könnten im Stadtgebiet Berlin rein theoretisch bei nahezu gleichmäßiger
Anordnung bis zu ca. 4.000 - 5.000 derartiger Systeme installiert und betrieben werden. Während die Auswirkungen auf bestehende Anlagen durch die erwartenden Temperaturerhöhungen
in Oberflächennähe zumindest für Heizzwecke eher positiv sind, ist die erwartete Temperaturerhöhung für das Grundwasser unerwünscht. Deshalb müssen die Auswirkungen auf das Umfeld
jeweils projektspezifisch mit einem entsprechenden Modell abgeschätzt werden.
Die oben abgeschätzte Anzahl entspräche einer thermisch nutzbaren Dauerleistung von
ca. 500 MW bis maximal 1.000 MW. Unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit ist diese Zahl
jedoch nicht realistisch. Vielmehr muss an dieser Stelle von wenigen Einzelprojekten ausgegangen werden, die nur unwesentlich zur Energiebilanz beitragen.
Eine Umsetzung ist theoretisch im gesamten Stadtgebiet denkbar. Dabei sind die sonstigen Einschränkungen wie bspw. Wasserschutzgebiete etc. zu beachten. Einschränkungen von Seiten
der Geologie gibt es nicht. Aufgrund der Begrenzung der Leistungsfähigkeit ist dieses System
nur für die Ressourcenklasse 2 sinnvoll.
6.3
6.3.1
Hydrothermale Dublettensysteme
Systemcharakterisierung und Einschätzung der Wirtschaftlichkeit
Hier handelt es sich im Gegensatz zu den tiefen Erdwärmesonden um offene Systeme. Aus hydrothermalen Aquiferen wird in einer Förderbohrung das Formationswasser entnommen, diesem
übertägig in einem Wärmetauscher die Wärme entzogen und in einer zweiten Bohrung, der Reinjektionsbohrung, wieder injiziert. Die Reinjektion ist zwingend erforderlich, um den Druck im Reservoir aufrecht zu erhalten, damit auch eine nachhaltige Nutzung zu ermöglichen. Die Leistung
derartiger Systeme ist von einer Reihe von Parametern des geologischen Untergrundes abhängig. Besonders hervorzuheben sind die Permeabilität (bestimmend für die hydraulische Durchlässigkeit) des Reservoirgesteins und dessen effektiver Mächtigkeit. Beides zusammen bestimmt
die Transmissivität der Formation und damit auch den möglichen Produktionsindex von Bohrun-
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gen. Unter effektiver Mächtigkeit wird hier die Summe der einer stratigrafischen Einheit zuzuordnenden gut durchlässigen Bereiche verstanden. Teilweise handelt es sich um Wechsellagerungen aus gut durchlässigen und weniger durchlässigen Gesteinen. Im Bereich Berlin kommen
zwei stratigrafische Einheiten für hydrothermale Dublettensysteme in Frage:
–
die Sandsteine des Rotliegenden (Saxon),
–
die Sandsteine des Mittleren Buntsandsteins.
Diese sollen nachfolgend charakterisiert werden. Die Daten zur Charakterisierung der beiden
potenziellen geothermisch nutzbaren Horizonte entstammen den Unterlagen zu den Bohrungen
Berlin 1 (beide Horizonte) und Wartenberg (nur Mittlerer Buntsandstein). Leider sind für die Rotliegend Sandsteine keine Angaben zur Permeabilität bzw. zum Produktionsindex verfügbar.
Deshalb mussten in der Tabelle plausible Annahmen bzgl. der Permeabilität von Sandstein getroffen werden. Hierzu wurden charakteristische Werte für Sandstein, unter Berücksichtigung der
Tiefenlage, verwendet.
Für den Mittleren Buntsandstein werden im Bereich des Gasspeichers deutlich höhere Permeabilitäten angegeben. Die Ursache dafür wird in tektonischen Zerrüttungen durch das im Liegenden
befindliche Salzkissen gesehen. Eine belastbare Prognose ist hier kaum durchführbar.
Tabelle 6:
Parameter zur Charakterisierung des geothermischen Potenzials für hydrothermale Dubletten
Parameter
Rotliegend Sandsteine
(Saxon)
Mittlerer Buntsandstein
Tiefenlage m unter GOK
(Geländeoberkante)
3.200 m bis 3.700 m
800 m bis 2.300 m
Gesamtmächtigkeit der Folge (m)
bis 300 m
bis 300 m
Nutzbare Mächtigkeit (m)
bis 40 m
40 m bis 50 m
Porosität
7 % - 14 %
11 % - 24 %
Permeabilität
Annahme: < 0.2 µm²
bis 0.2 µm²
Hydraulische Leitfähigkeit bei Schichttemperatur unter Berücksichtigung
Viskosität (m/s)
(< 4*10-7 m/s)
4*10 m/s
Transmissivität bei Schichttemperatur
(m²/s)
(< 1.6*10-4 m²/s auf Grundlage Annahme)
bis 2*10 m²/s
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-5
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Parameter
Rotliegend Sandsteine
(Saxon)
Mittlerer Buntsandstein
Produktivitätsindex (m³/(h*MPa))
(2,4 m³/(h*MPa) auf Grundlage Annahme)
bis 4.8 m³/(h*MPa)
Schüttung bei 300 m Absenkung
(3 l/s auf Grundlage Annahme)
4 l/s
Schichttemperaturen (°C)
85 °C bis 120 °C
45 °C bis 85 °C
Angenommene Temperaturspreizung
(Differenz zwischen Förder- und Reinjektionstemperatur)
50 K
30 K
Thermische Leistung
(bis 600 kW auf Grundlage
Annahme)
bis 500 kW
Angenommener Einflussbereich im
Reservoir
(ca. 500 m auf Grundlage
Annahme)
ca. 500 m
Die nutzbaren thermischen Leistungen liegen ein bis zwei Größenordnungen unter den aus anderen Gegenden Deutschlands (Norddeutsches Becken, Bayerischer Malmkarst) bekannten
Werten. Eine hydrothermale Stromerzeugung ist mit dieser Technologie nicht wirtschaftlich möglich.
6.3.2
Nutzbare Bereiche
Unter Berücksichtigung der abgeschätzten Einflussbereiche müssten die Erlaubnisfelder für das
Saxon in der Größenordnung von ca. 6 km² liegen. Dies bedeutet, dass theoretisch bis zu ca.
150 derartiger Projekte für das Saxon denkbar wären. Im Buntsandstein könnte ein Feld im Mittel
eine Größe von ebenfalls ca. 6 km² haben. Dies bedeutet, dass auch ca. 150 Felder in Berlin
möglich wären. Da ein Erlaubnisfeld jedoch alle Teufenbereiche einschließt, liegt die tatsächlich
maximal denkbare Anzahl ebenfalls bei 150.
Grundsätzlich wird auch unter Berücksichtigung der Daten vom benachbarten Brandenburg eingeschätzt, dass die Permeabilität sehr heterogen ist. Eine Prognose für einen konkreten Standort
ist kaum belastbar möglich. Unter diesem Blickwinkel weisen hydrothermale Projekte ein erhebliches Fündigkeitsrisiko auf. Zudem ist eine Wirtschaftlichkeit ohne staatliche Förderung bei den
derzeitigen Aufschlusskosten nicht gegeben. Deshalb wird davon ausgegangen, dass deutlich
weniger Projekte als hier abgeschätzt umgesetzt werden.
Als Voraussetzungen für eine hydrothermale Dublette wird ein Grundstück als Bohrplatz mit einer
Größe von ca. 1 ha benötigt. Da beide Aquifere flächendeckend verbreitet sind, ist eine Nutzbar-
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keit grundsätzlich im gesamten Stadtgebiet gegeben. Eine Umsetzung ist theoretisch im gesamten Stadtgebiet denkbar. Dabei sind die sonstigen Einschränkungen wie bspw. Wasserschutzgebiete etc. zu beachten. Einschränkungen von Seiten der Geologie gibt es nicht. Besonders geeignet sind größere innerstädtische Flächen, die unter Berücksichtigung der verfügbaren Schüttungen und Temperaturen auch obertägig so entwickelt werden können, dass eine optimale Nutzung möglich ist. Bspw. handelt es sich um die Fläche des ehemaligen Flughafens Tempelhof
bzw. die frei werdende Fläche des Flughafens Tegel.
Die Wirtschaftlichkeit hängt jedoch neben der Schüttung, die sehr unsicher ist, auch stark von
der erwarteten Temperatur ab. Je höher diese ist, desto eher sind Projekte wirtschaftlich darstellbar. Diese unterscheidet sich für beide Aquifere im Stadtgebiet erheblich (siehe Abbildung 51
und Abbildung 52).
6.4
Petrothermale Systeme
Petrothermale Systeme besitzen den Vorteil, dass durch Stimulationsmaßnahmen entsprechende Wasserwegsamkeiten geschaffen werden. Das Vorhandensein ausreichend durchlässiger
Gesteine ist deshalb nicht notwendig. Als einzige Voraussetzung müssen gut stimulierbare
(frackbare) Gesteine vorhanden sein. Dabei handelt es sich um harte und spröde Gesteine. Tonige und plastisch verformbare Gesteine sind nicht geeignet. Typische geeignete Gesteine sind
Granite oder Vulkanite. Theoretisch sind auch Sandsteine geeignet, jedoch nur bei ausreichender Mächtigkeit und wenn keine tonigen Bestandteile vorhanden sind. Im Bereich von Berlin bieten sich die Vulkanite an. Deren Oberkante ist im Teufenbereich von ca. 3.200 m bis 3.700 m
anzutreffen. Aufgrund der dort vorliegenden Temperaturen von über 150 °C sind diese Schichten
zunächst gut geeignet. Um ausreichend große Wärmetauscherflächen schaffen zu können, ist
eine Mindestmächtigkeit von ca. 400 m bis 500 m notwendig. Lediglich in Teilbereichen im SW
der Stadt ist dies nicht gegeben.
Petrothermale Systeme weisen das größte energetische Potenzial auf. Es ist im Raum Berlin um
etwa den Faktor 100 größer als das der hydrothermalen Systeme. Eine genaue Quantifizierung
ist kaum möglich, da auch tiefer gelegene Horizonte genutzt werden könnten. Allerdings ist die
dafür notwendige Technologie noch nicht soweit ausgereift, dass dieses Potenzial auch technisch nutzbar ist. So wurden in den existierenden petrothermalen Forschungsprojekten (Soultz
sous Foréts und Groß Schönebeck) bisher nicht die Umläufigkeiten/Schüttungen erreicht, die
geplant waren und die für einen wirtschaftlichen Betrieb notwendig wären. Gleiches gilt für alternative Konzepte wie in Hannover oder in Aachen.
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Zusätzlich gibt es bei diesen Systemen gegenwärtig erhebliche Akzeptanzprobleme. Diese rühren zum Teil aus der Tatsache, dass es bei einzelnen Projekten zu induzierten seismischen Ereignissen (kleine Erdbeben) gekommen ist. Zum anderen sind bestimmte beim Fracking
(Hydraulic Fracturing) eingesetzte Chemikalien umstritten. Für den Raum Berlin kann das Risiko
eines Induzierens seismischer Ereignisse als gering eingeschätzt werden, da hier keine tektonisch aktiven Bereiche vorliegen. Dennoch müssen zunächst diese Akzeptanzprobleme geklärt
werden, bevor an die Umsetzung derartiger Projekte unter kommerziellen Gesichtspunkten gegangen wird. Bei derartigen Projekten ist eine geothermische Stromerzeugung möglich.
6.4.1
Nutzbare Bereiche
Als Voraussetzungen für eine Projektumsetzung werden Flächen in der Größenordnung von
ca. 2 ha benötigt. Eine Umsetzung ist theoretisch im gesamten Stadtgebiet denkbar. Dabei sind
die sonstigen Einschränkungen wie bspw. Wasserschutzgebiete etc. zu beachten. Einschränkungen von Seiten der Geologie gibt es nicht.
Da mit dem Fracking der eigentliche Wärmetauscher im Untergrund erst geschaffen wird, ist der
beeinflusste Bereich von der konkreten Planung abhängig. Eine pauschale Abschätzung zur
Größe der Erlaubnisfelder ist deshalb kaum möglich.
Die petrothermalen Systeme müssen der Ressourcenklasse 3 zugeordnet werden.
Insgesamt muss für das Land Berlin aufgrund seiner infrastrukturellen Gegebenheiten eingeschätzt werden, dass die oben genannt Anzahl von Standorten eine theoretische Grenze darstellt. Aus praktischer Sicht sind die für die Projektumsetzung nötigen Flächengrößen nur in
Ausnahmefällen vorhanden. Besonders bieten sich derartige Projektentwicklungen an, wenn sie
bereits bei der Erschließung neuer Industrie- und Wohngebiete einbezogen werden. Insbesondere bieten sich solche Flächen an, für die gegenwärtig neue Nutzungskonzepte erarbeitete werden, weil die bisherige Nutzung beendet wurde. Dies sind beispielsweise das Flughafengelände
Tempelhof bzw. ab 2012 das Flughafengelände Tegel.
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7 Zusammenfassung
Als Grundlage für die Einschätzung des geothermischen Potentials der Stadt Berlin wurde ein
dreidimensionales Modell des Berliner Untergrundes erstellt, welches die geologische Situation
von der Erdoberfläche bis in eine Tiefe von 5.000 Metern darstellt. Hierzu wurden die Informationen von rund 9.000 Bohrungen aus dem Bestand der Bohrungsdatenbank des Berliner Senats
sowie tiefe Erkundungsbohrungen ausgewertet und mit den Flächeninformationen verschiedener
Kartenwerke verschnitten.
In diesem Modell wird sowohl der oberflächennahe Bereich, welcher schon heute durch zahlreiche Erdwärmesonden für die Gewinnung regenerativer Energie genutzt wird, als auch der tiefere
Untergrund, der prognostisch zur Nutzung zur Verfügung steht, betrachtet.
Aus dem Modell abgeleitete Karten geben für mehrere Tiefen-Niveaus Informationen über das
nutzbare geothermische Potential und können ab sofort für Planungszwecke und Genehmigungsverfahren genutzt werden. Eine Einbindung in den Internetauftritt des Berliner Senates
macht diese Informationen für den interessierten Nutzer schnell und übersichtlich zugänglich.
Die mögliche Nutzung des tiefengeothermischen Potentials wird in Bezug auf nutzbare geologische Horizonte sowie verfügbare und wirtschaftlich einsetzbare technische Verfahren ausführlich
diskutiert.
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Literaturverzeichnis
Henning (2008): Bewertung von Geothermal Response Tests in Berlin. Abschlussbericht im Auftrag der Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt und Verbraucherschutz
Honarmand, Völker (1999): Bestimmung der Wärmestromdichte und Bewertung der Wärmeleitfähigkeitsdaten für 5 Prärupelton-Tiefbohrungen des Berliner Bohrprogramms Süd. Abschlussbericht im Auftrag der Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt und Verbraucherschutz
Honarmand, Völker (1999): Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit an Bohrkernen der Grundwassermeßstelle 7347 in Berlin-Lankwitz. Abschlussbericht im Auftrag der Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt und Verbraucherschutz
Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg (Hrsg.) (2010): Atlas zur Geologie
von Brandenburg im Maßstab 1 : 1.000.000
Mages, Elke (1994): Wärmetransportmodellierung im Untergrund des südlichen Raumes von
Berlin. In: Berliner Geowissenschaftliche Abhandlungen, Reihe A, Band 162
Noack, Cherubini, Scheck-Wenderoth, Lewerenz, Höding, Simon, Moeck (2010): Assessment of
the present-day thermal field (NE German Basin) – Inferences from 3D modeling. In: Chemie der
Erde, 70 (2010), S. 47-62
Limberg et al. (2009): Grundwassergleichenkarte von Berlin für den Hauptgrundwasserleiter und
den Panketalgrundwasserleiter – Erläuterungen. Senatsverwaltung für Gesundheit, Umwelt und
Verbraucherschutz
Schroeder (Hrsg.) (1995): Fortschritte in der Geologie von Rüdersdorf. In: Berliner Geowissenschaftliche Abhandlungen, Reihe A, Band 168
Potenzialstudie zur Nutzung der Geothermischen Ressourcen des Landes Berlin - Modul 1 Grundlagenermittlung (2009)
GeotIS-Datenbank;
Datenbank
zu
den
geothermischen
Potenzialen
in
Deutschland;
www.geotis.de
Datum:
23.09.2011
Seite:
66/67
Benutzte Kartengrundlagen
BB-Atlas
Atlas zur Geologie von Brandenburg, siehe oben
DDR-Seismik
Kartenwerk zur Auswertung der geophysikalischen Profile des ehemaligen
Kombinats Geophysik Leipzig der DDR, 1988 - 1990
Seismik B1
Kartenwerk zur Auswertung der geophysikalischen Profile über dem Speicher Spandau (Bohrung Berlin 1), Prakla Hannover, 1968
BB-Atlas, Karte 24
Zechstein - Paläomorphologie, Mächtigkeit und Tiefenlage/Isobathen
Zechsteinbasis unter NN (200 m Abstand)
DDR-Seismik
Reflexionsseismik Tiefenlinien des Phantomhorizontes H6 (etwa Saxonbasis);
Blatt Berlin N-33-123/124; Angefertigt 2/88; Stand 10/1988
BB-Atlas, Karte 26
Permokarbonische Vulkanite/Mächtigkeit der Vulkanite
BB-Atlas, Karte 23
Tiefenlage der Zechsteinoberfläche/Tiefenlage der Zechsteinoberfläche
DDR-Seismik
Reflexionsseismik Mächtigkeiten Z1-X1 (Zechstein ohne Werraserie);
Blatt Berlin N-33-123/124; angefertigt 8/87; Stand 10/1990
Seismik B1
Depth Contour Map for Horizon X (Base of Triassic)
BB-Atlas, Karte 20
Tiefenlage der Zechsteinoberfläche/Tiefenlage der Zechsteinoberfläche
DDR-Seismik
Reflexionsseismik Tiefenlinien des Horizontes M1 (etwa Oberfläche
Muschelkalk);
Seismik B1
Depth Contour Map for Horizon K (in middle or lower Keuper)
DDR-Seismik
Reflexionsseismik Mächtigkeiten X1-M1 (etwa Buntsandstein und Muschelkalk);
DDR-Seismik
Reflexionsseismik Tiefenlinien des Horizontes T1 (Transgressionsfläche
Känozoikum);
BB-Atlas, Karte 17
Datum:
23.09.2011
Oberkreide – Verbreitung und Mächtigkeit/Isopachen
Seite:
67/67

Potenzialstudie zur Nutzung der geothermischen Ressourcen des

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