Navigation

Dr. Hamed Fazlikhani

Dr. Hamed Fazlikhani

Geothermie-Allianz Bayern: Seismische Interpretation

Geozentrum Nordbayern
Chair of Geology (Prof. Dr. Stollhofen)

Schloßgarten 5
91054 Erlangen

My research focuses on the fundamental understanding of lithospheric deformation and the initiation, growth and decay of crustal structures across the scales. My research interest concentrates around two main topics: 1) The influence of preexisting structures on the development of continental rifted margins, 2) Fault-sediment interaction and the evolution of sedimentary basins. I integrate onshore and offshore geophysical and well data, outcrop data and analog models to study the crustal deformation and the evolution of sedimentary basins.

  • Untergrundmodell nordbayerisches Deckgebirge - Lithologische, petrophysikalische und strukturelle Charakteristik und Variabilität wichtiger Speicher- und Barrieregesteinshorizonte

    (Third Party Funds Single)

    Term: 1st January 2021 - 30th November 2025
    Funding source: Bayerisches Landesamt für Umwelt
  • "Regional" Neue Potentiale systematisch erkunden

    (Third Party Funds Group – Sub project)

    Overall project: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
    Term: 10th June 2020 - 31st December 2021
    Funding source: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)

    Die Versorgung größerer Siedlungsgebiete mit Wärme aus regenerativen Ressourcen, ist aufgrund des hohen Energiebedarfs nur mit Tiefer Geothermie nachhaltig zu gewährleisten. In Bayern konzentriert sich die Nutzung Tiefer Geothermie aktuell ausschließlich auf hydrothermale Ressourcen im gut erkundeten Molassebecken Südbayerns. Internationale Expertenstudien, sehen das größte Zukunftspotential der Geothermie jedoch in der erfolgreichen Umsetzung von Enhanced Geothermal Systems (EGS)-Projekten (bevorzugt in Kristallingesteinen wie Graniten), für die nach geologischen Kriterien Nordbayern prädestiniert ist. Der Untergrund Nordbayerns, inklusive einer dort vorhandenen geothermischen Anomalie, ist aber bisher nur ansatzweise erkundet. Potenzielle geothermische Ressourcen im geringpermeablen Untergrund Nordbayerns sind identifiziert, müssen jedoch noch näher untersucht werden, bevor auch dort eine Nutzung möglich ist.

    In der ersten GAB-Förderphase wurden die Ursachen der geothermischen Anomalie sowie der Untergrundaufbau in Nordbayern (Raum Haßfurt - Coburg - Bamberg) untersucht. Eine im Erlaubnisfeld FAU-GeoTherm durchgeführte 2D-Seismik konnte im Bereich der geothermischen Anomalie einen ca. 350 km² großen Granitkörper bei Haßfurt erfassen, dessen Dachregion bei ca. 1-2 km Tiefe liegt. Der Granitkörper befindet sich damit in einer durch Bohrungen wirtschaftlich erschließbaren Teufe mit prognostizierten Temperaturen von etwa 150-160 °C bei 4.000 m. Zudem wird der Granitkörper durch die Kissingen-Haßfurt-Störungszone angeschnitten, so dass das Potenzial für ein natürlich vorhandenes Kluftreservoir gegeben sein könnte. Der “Haßfurt-Granit” wurde daher als Explorations-Schwerpunkt für weitere Untersuchungen definiert. Vorgesehene Untersuchungen bauen hierbei auf den von Studien anderer Granitkörper (z. B. Soultz-sous-Forets, Bad Urach, Grimsel) vorliegenden Ergebnissen auf, beziehen sich aber auf eine davon abweichende geologische Gesamtsituation, insbesondere ein unterschiedliches Spannungsregime, andersartige Fragestellungen und auch unterschiedliche Erkundungsmethoden.

    Prinzipiell konzentrieren sich unsere Forschungsarbeiten auf die Erkundung der Architektur und Internstruktur des Haßfurt-Granitkörpers sowie seine natürliche Kluftpermeabilität im Umfeld von Störungszonen, um das geothermische Potenzial und die Möglichkeit zur Umsetzung eines EGS-Projekts (Enhanced Geothermal Systems) in (Nord-)Bayern zu untersuchen. Folgende Arbeitspakete sind im TP “regional” vorgesehen:

    • Auswertung seismischer Daten und Potenzialfelddaten zum verbesserten Verständnis des regionalen Strukturinventars.
    • Durchführung einer hochauflösenden Gravimetrie, als innovative, zur Seismik alternativen oder zumindest komplementären Explorationsmethode zur präziseren Definition des Granitkörpers und Radon-Messungen im Bodengas zur Detektion von hydraulisch aktiven Störungen im Bereich des Granitkörpers
    • Hydraulisch-mechanische Untersuchungen in einem Feldlabor als Aufschlußanalog zur Bestimmung der 3D-Permeabilitätsverteilung in einer spröd deformierten Störungszone im Granit
    • Geothermische Modellierungen, um die gemessenen Parameter auf unterschiedlichen Skalen in einem Modell zusammenzuführen und eine Abschätzung des geothermischen Potenzials durchzuführen
    • Potentialanalyse und Konzeption der geothermischen Wärmeversorgung in Bayern durch Charakterisierung der aktuellen Energieinfrastruktur und Szenarienanalyse für die Umsetzung der Wärmewende
  • "Langfristig" Die Thermalwasserproduktion langfristig gewährleisten

    (Third Party Funds Group – Sub project)

    Overall project: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
    Term: 10th June 2020 - 31st December 2021
    Funding source: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)

    In jedem tiefengeothermischen Projekt sind Bohrung, Fündigkeit und eine nachhaltige Produktion auf Grund der Komplexität des Untergrundes mit technischen und wirtschaftlichen Unsicherheiten und Risiken verbunden. Bisherige Untersuchungen konnten wichtige Erkenntnisse zur Reduktion dieser Risiken liefern. Jedoch zeigte sich auch, dass die hydraulischen, thermischen, geomechanischen und hydrochemischen Verhältnisse im hydrothermalen Reservoir des Bayerischen Molassebeckens Heterogenitäten aufweisen, die auch in Verbindung mit den über- und unterlagernden Gesteinsschichten und deren Interaktion mit dem Reservoir gebracht werden können und sich auf die Bohrungs-, Fündigkeits- und Produktionsrisiken auswirken. Hierzu muss das Bayerische Molassebecken zum einen als gesamt-geothermisches System betrachtet werden, zum anderen muss auch das komplexe Zusammenspiel der physiko-chemischen Prozesse berücksichtigt werden, da diese das Produktionsrisiko (Bohrprobleme, Wechselwirkungen zwischen Injektion und Produktion, Reduzierung der Permeabilität) beeinflussen. Die genauere Untersuchung dieser Aspekte ist erforderlich, um das Prozessverständis zur Reservoirdynamik und das Bohr- und Reservoirengineering und Reservoirmanagement zu verbessern und dadurch eine langfristige und nachhaltige Bewirtschaftung des Reservoirs zu ermöglichen. Diese übergeordneten Ziele sollen durch ein erhöhtes Verständnis zum Aufbau und der Genese des Bayerischen Molassebeckens und des Reservoirs und der dort stattfindenden Prozesse, sowie der Entwicklung von Werkzeugen zur Prognose und Unterstützung eines verbesserten Bohr- und Reservoirmanagements erreicht werden. Mit fünf miteinander interagierenden Arbeitspaketen werden die einzelnen Aspekte zur Verminderung des Bohr, Fündigkeits- und Produktionsrisikos im Teilprojekt adressiert. Dabei werden Bohrloch-, Kern- und Aufschlussproben, Analogstudien sowie erstmals Daten aus einem zeitlich hoch aufgelösten Monitoring umfassend ausgewertet und Laborversuche zum Prozessverständnis durchgeführt. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse werden sowohl in verknüpfte regionale und standortbezogene hochaufgelöste numerische Modelle zur Untersuchung der thermischen, hydraulischen, mechanischen und chemischen gekoppelten Prozesse integriert.

    Für eine nachhaltige Nutzung der hydrothermalen Ressourcen in Bayern ist es essentiell den Untergrund und die Dynamik des Reservoirs gesamtheitlich zu verstehen, um Risiken zu minimieren, neue Anwendungen zu ermöglichen und damit die Wirtschaftlichkeit und Sicherheit des Geothermiebetriebes langfristig zu gewährleisten sowie den Ausbau der Geothermie in Bayern weiter voranzutreiben. Das Teilprojekt “langfristig"  untersucht mit seinem ganzheitlichen Ansatz wesentliche Aspekte des Prozessverständnisses für eine sichere und nachhaltige Erschließung der hydrothermalen Ressource in Bayern.

  • PetroTherm

    (Third Party Funds Group – Sub project)

    Overall project: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
    Term: 1st January 2016 - 31st December 2020
    Funding source: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)

    In Bayern werden bislang ausschließlich die im Gebiet des Alpenvorlands liegenden
    Vorkommen heißer Wässer (hydrothermale Geothermie) genutzt. Die Erkundung und Nutzung
    einer für den Raum NE-Bayern ausgewiesenen positiven Anomalie der Temperaturverteilung im
    Untergrund des Raumes Staffelstein-Mürsbach birgt ein bisher unerschlossenes geothermisches
    Potenzial.

    Ziel der Projektarbeiten ist eine deutliche Verbesserung der Erkenntnisse zum tiefen geologischen Untergrund in NE-Bayern, seiner strukturellen Rahmenbedingungen, seines Trennflächeninventars (z.B.Störungen, Kluftreservoire) und möglicher Gesteins-Fluid-Interaktion (Abdichtung, Alteration, Mineralneubildungen).

  • Masterstudiengang "GeoThermie/GeoEnergie"

    (Third Party Funds Group – Sub project)

    Overall project: Geothermie-Allianz Bayern (GAB)
    Term: 1st January 2016 - 31st December 2021
    Funding source: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013)
    URL: https://www.geoenergy.nat.fau.de/studium/

    In Bayern gibt es bisher keinen Studiengang, der auf Geothermie/Geoenergieressourcen fokussiert ist und relevante Lehrinhalte ganzheitlich - von der Aufsuchung und Erschließung bis zur energetischen Nutzung und Speicherung der Ressource - an Studierende vermittelt. Die an den beiden Standorten TU München und FAU Erlangen vorhandenen Lehr- und Forschungskompetenzen sollen durch die Einrichtung eines in der Verantwortung der FAU liegenden interdisziplinären Master-Studiengangs "GeoThermie/GeoEnergie" zusammengeführt und und inhaltlich ergänzt werden. Dies erfordert einen personellen Ausbau der Fachrichtungen I) Seismische Interpretation & Untergrund-Modellierung und II) Reservoirgeologie & Geohydraulik.
    Für den Master-Studiengang "GeoThermie/GeoEnergie" wird ein interdisziplinärer Ansatz angestrebt:
    Neben der geowissenschaftlichen Komponente soll auch die technische Erschließung
    und energietechnische Nutzung von geothermischen Reservoiren, ergänzt durch energiewirtschaftliche
    und berg-/umweltrechtliche Aspekte behandelt werden. Somit kann den Studierenden
    sowohl das angestrebte ganzheitliche Systemverständnis als auch das einem modernen
    Anforderungsprofil der Energiewirtschaft entsprechende Methodenspektrum vermittelt werden.
    Die den Studierenden vermittelten Methoden sind jedoch keinesfalls nur auf Anwendungen in
    der Geothermie beschränkt, sondern auch auf sehr viele andere, das Verständnis des tieferen
    geologischen Untergrunds betreffende Fragestellungen (z.B. Gas-, Fluid- und
    Wärmespeicherung) direkt übertragbar.

2017

2016