Verbundvorhaben EvA-M2: Anwendung von umweltfreundlichen Inhibitoren und CO2 zur Vermeidung von Karbonatausfällungen in der tiefen Geothermie des Bayerischen Molassebeckens; Untersuchungen zu den Wechselwirkungen zwischen der Inhibitorzugabe und mikrobiellen Stoffwechselprozessen in Geothermieanlagen im Molassebecken (Teilprojekt TP2)

Abstract

Im Rahmen des Projektes wurde die Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit zweier unterschiedlicher Verfahren zur Vermeidung von Kalkausfällungen in geothermischen Anlagen untersucht. Sowohl die Injektion eines organischen Ausfällungsinhibitors als auch die Injektion von CO2 erwiesen sich als leistungsfähige Strategien. Die experimentelle Validierung der Verfahren wurde durch ein umfassendes geochemisches und molekularbiologisches Monitoring begleitet. Zur quantitativen Bewertung der Effektivität und Betriebssicherheit der Verfahren wurden Versuchsreihen unter Einsatz verschiedener Bypass-Anlagen sowie ergänzende Laborexperimente durchgeführt. Darüber hinaus wurde das potenzielle Risiko einer korrosionsfördernden Wirkung der Verfahren untersucht. Der biologische Abbau des organischen Ausfällungsinhibitors konnte sowohl unter kontrollierten Laborbedingungen als auch unter in situ-Bedingungen eindeutig nachgewiesen werden. Eine mit der Zugabe des Inhibitors beobachtete Veränderung der mikrobiellen Biozönose weist auf einen bereits in den Obertageanlagen der drei untersuchten Standorte einsetzenden biologischen Abbau des Inhibitors hin. Stoffbilanzen für die Anlage in Dürrnhaar belegen einen Abbau in situ sowohl über die Verringerung der Inhibitorkonzentration als auch über den Verbrauch des Elektronenakzeptors Sulfat und die gleichzeitige Zunahme des Abbauprodukts Sulfid. Der Inhibitor nahm zwischen Förderbohrung und Kraftwerksausgang zum Zeitpunkt der Untersuchung durchschnittlich um etwa 61 % ab, davon wurden rund 45 % des Inhibitors durch mikrobielle Sulfatreduktion abgebaut. In einer Bypass-Anlage konnte aufgrund der günstigeren Bedingungen in Bezug auf die Verweilzeit und die Temperatur von 55 °C eine nahezu vollständige Eliminierung des Inhibitors beobachtet werden. Ein signifikanter Anstieg der Korrosionsrate wurde für beide Verfahren nicht beobachtet, so dass unter den gegebenen Betriebsbedingungen keine erhöhte Materialbeanspruchung zu erwarten ist.