Porenspeicher:

Porenspeicher

natürliche Gegebenheiten nutzen

Erdgas wird seit vielen Jahrzehnten erfolgreich in natürlichen porösen Gesteinsformationen im tiefen geologischen Untergrund gespeichert. Es existieren zwei Typen von Porenspeichern: Ausgeförderte Erdöl- oder Erdgaslagerstätten sowie wasserführende Gesteinsschichten, sogenannte Aquifere. Die größte Bedeutung haben ausgeförderte Erdgaslagerstätten, deren Dichtheit bereits durch ihre Existenz über geologische Zeiträume nachgewiesen ist. Geologischer Aufbau, Gesteinseigenschaften (z. B. Porosität und Permeabilität), Kapazität und Fließverhalten der Gase und Flüssigkeiten sind bereits aus Erkundung und nachfolgender Gewinnung sehr gut bekannt. Zudem können oft bereits vorhandene Bohrungen übernommen oder zu Beobachtungsbohrungen umgerüstet werden. Voraussetzung zur Nutzung einer Lagerstätte als Erdgasspeicher ist vor allem die ausreichende Durchlässigkeit (Permeabilität) des Gesteins. Die Nutzung ausgeförderter Erdöllagerstätten gestaltet sich dabei komplexer verglichen zu ehemaligen Erdgasfeldern, u. a. auf Grund der obertägigen Reinigung des Gases. Im Vergleich zu ausgeförderten Erdgaslagerstätten spielen sie nur eine untergeordnete Rolle.

Neben ausgeförderten Kohlenwasserstoff-Lagerstätten können auch natürliche Aquiferformationen zur Speicherung von Erdgas genutzt werden, indem das Wasser durch das injizierte Speichergas verdrängt wird. Wesentliche Voraussetzungen hierfür sind ebenfalls ausreichende Porosität und Permeabilität des lokalen Speichergesteins sowie die Abdichtung des Aquifers nach oben durch eine gasundurchlässige Gesteinsschicht (s. Abb.). Durch Auswahl eines Aquiferabschnitts mit z. B. kuppelförmiger Ausbildung wird sichergestellt, dass das Gas nach Injektion innerhalb der Kuppel eingeschlossen bleibt und nicht unkontrolliert zur Seite entweichen kann. Die maximal mögliche Befüllung wird u. a. durch den sog. spill point, der lokal nahste Scheitelpunkt der Formation, bestimmt (s. Abb.).

Der Aufwand für geologische und reservoirmechanische Erkundung eines Aquiferspeichers ist im Vergleich zu einer ausgeförderten Lagerstätte erheblich höher, da nicht auf die Erfahrungen aus vorangegangenen Phasen der Erkundung und Förderung zurückgegriffen werden kann.

Porenspeicher sind im Vergleich zu künstlich erstellten Salzkavernen vorrangig für eine längerfristige, weniger flexible Speicherung sehr großer Gasmengen geeignet. Sie eignen sich bestmöglich für den Ausgleich saisonal bedingter Bedarfsspitzen (Winter-Sommer).

Porenspeicher haben in der Bevorratung von Erdgas eine lange Tradition. Bereits vor knapp 100 Jahren wurde im kanadischen Welland County erstmals ein ausgeschöpftes Gasfeld zur Speicherung genutzt. Die Errichtung des ersten Aquiferspeichers folgte 1931 in den USA.  In den 50er Jahren kamen zum ersten Mal in Deutschland in Engelbostel bei Hannover ein Aquifer und in Reitbrook beim Hamburg ein Gasfeld zur Erdgasspeicherung zum Einsatz. 1973 wurde in Deutschland ebenfalls in Reitbrook erstmals ein ausgefördertes Öllager als Gasspeicher verwendet.

Aktuell sind bundesweit 21 Porenspeicher in Betrieb, in denen ca. 45 % des nutzbaren Speichergases  in Deutschland gelagert sind. Der größte Speicher ist ein ausgefördertes Gasfeld im Rehden zwischen Bremen und Osnabrück. Ebenfalls in Niedersachsen wird in Kalle nahe der niederländischen Grenze der größte Aquiferspeicher betrieben.

In den letzten Jahren wurden kaum noch neue Aquiferspeicher auf Grund des erheblichen Erkundungsaufwands und ‑risikos entwickelt. Aber auch die Umrüstung von ausgeförderten Erdgaslagerstätten zu Speichern stagniert, was zum einen am Mangel an geeigneten Lagerstätten und zum anderen an dem aktuellen Interesse an flexiblen Salzkavernenspeichern liegt.

Weitere Infos unter „Reservoir Engineering“