Geothermal potential of the Buntsandstein and Keuper aquifers in NE Bavaria with a focus on deep thermal aquifer storage

Abstract

Intermediate and deep geothermal resources of Germany are limited to medium and low enthalpy resources. These resources are predominantly used for balneological applications, space and district heating and for power production at nine separate sites. This study focuses on confined aquifers in northeast Bavaria, which can be used for balneology as well as energy storage. Data from pumping tests and production data were interpreted to map the hydraulic conductivity of the main Keuper and Buntsandstein aquifers with a large spatial distribution for geothermal applications deeper than 100 m. Furthermore, temperature estimates as well as the depth of the two aquifers (Keuper 100 to 650 m, Buntsandstein 100 to 1400 m) are incorporated. The results will be visualized in the form of spatial distribution maps of the hydraulic conductivity and temperature, and will be integrated into the geothermal information system GeotIS (https://www.geotis.de). Altogether, about 80% of all 243 sampling sites show hydraulic conductivity values sufficient for geothermal energy utilization. For the Keuper aquifer, even 90% of all 155 sampling sites show transmissivities sufficient for geothermal energy utilization. However, these maps do not replace a feasibility study for specific geothermal projects because detailed geological site assessment is essential when planning a subsurface geothermal system. Die mitteltiefen und tiefen geothermischen Ressourcen in Deutschland sind begrenzt auf Mittel- und Niedrigenthalpiesysteme. Diese werden vorwiegend für balneologische Anwendungen, Fern- und Raumwärme, sowie an zurzeit neun Standorten auch zur Stromgewinnung genutzt. Diese Studie befasst sich mit den gespannten Aquiferen im Nordosten Bayerns, die sowohl für die Balneologie als auch zur Energiespeicherung genutzt werden können. Auf Grundlage neu ausgewerteter Daten aus Pumptests und Förderdaten wurden die Durchlässigkeitsbeiwerte und Transmissivitäten der beiden Hauptaquifere Keuper und Buntsandstein mit einer großflächigen Verbreitung für mitteltiefe und tiefe geothermische Anwendungen ab 100 m auskartiert. Zudem fließen Temperaturabschätzungen sowie Angaben über die Tiefenlage der beiden Festgesteinsaquifere (Keuper 100 bis 650 m, Buntsandstein 100 bis 1400 m) mit ein. Die Ergebnisse werden in Form von Karten zur Verteilung von Durchlässigkeitsbeiwerten, Transmissivitäten und den Temperaturabschätzungen dargestellt und in das geothermische Informationssystem GeotIS (https://www.geotis.de) integriert. An ca. 80 % aller 243 untersuchten Lokalitäten lassen die vorhandenen Daten darauf schließen, dass die Aquifere für eine geothermische Nutzung geeignet sind. Beim Keuper liegen sogar über 90 % der 155 Transmissivitätswerte im Bereich für eine entsprechende Nutzung des Untergrundes. Die neu erstellten Karten ersetzen aber keine Machbarkeitsstudie für Geothermieprojekte, da eine detaillierte geologische Vorerkundung unabdingbar für die Planung einer geothermischen Untergrundnutzung ist.