Underjordisk lagring

En underjordisk lagring er en lagring i naturlige eller kunstige hulrom under jordoverflaten.

Begrepet brukes hovedsakelig for underjordisk gasslagring for naturgass , men også for lagring av hydrogen og olje og i økende grad for lagring av karbondioksid . Disse lagringsanleggene tjener til å balansere ubalanser mellom tilbud / produksjon og etterspørsel / forbruk og for å øke forsyningssikkerheten. Som regel er lagringsanlegg for naturgass fylt i de varme sommermånedene med lave gassbehov og tømt i vintermånedene for å dekke det ekstra behovet.

Volumet som er tilgjengelig i akkumulatoren er delt inn i arbeidsgass- og putegassvolum. Arbeidsgassvolumet er gassvolumet som kan brukes i løpet av året (håndtert volum). Putegassen holder minimumstrykket i lagringsanlegget og forblir i hulene eller i formasjonen (porelagringsanlegg) for å sikre geomekanisk stabilitet.

Siden gassen i det underjordiske lagringsanlegget vanligvis har et høyere trykk enn gassrørledningen, må gassen komprimeres med en kompressor før den kan mates inn. Noe av energien som brukes til dette kan gjenvinnes når den ekstraheres igjen i en ekspanderende gassturbin. I et slikt tilfelle fungerer underjordisk lagring også som en mekanisk energilagring , for eksempel et lagringskraftverk med trykkluft . Siden trykket i lagringsanlegget synker kraftig under uttak i vintermånedene, er kompresjon noen ganger også nødvendig under uttak for å bringe gassen opp til gassrørledningstrykket. Etter at den har blitt lagret i underjordisk lagringsanlegg, må gassen vanligvis tørkes for å oppfylle de standardiserte egenskapene (f.eks. DVGW 260).

arter

Porelagring (inkludert ekstraherte naturgassforekomster)

Porøs bergart kan absorbere gasser og væsker som en svamp (se →  lagringsbergart ). I dette tilfellet, ofte på allerede utviklede eller utforskede geologiske formasjoner, benyttet seg: I porene og spaltene i kalkstein og sandsteinslag dypt under bakken oppnådd i løpet av millioner av år med naturgass . Mange slike naturgassreservoarer i Sentral-Europa ble allerede utvunnet i det 20. århundre, noe som betyr at de ikke lenger produserer naturgass i dag. Porerommet i reservoarbergarten, som fremdeles er tilgjengelig via borehull eller kan gjøres tilgjengelig igjen, kan imidlertid "påfylles" fra over bakken med naturgass ekstrahert andre steder. Poreoppbevaringsanlegg er derfor ofte " resirkulerte " naturlige forekomster. En slik avsetning er forseglet på toppen av et veldig lavt porøst berglag (f.eks. Leirestein) (såkalt tetning). Det tidligere innskuddet har bevist at det er tett og dermed egnet som lagringsanlegg, ettersom gassen klarte å holde det i millioner av år. Eksempler på "resirkulerte" naturgassforekomster er Haidach-, Tallesbrunn- og Schönkirchen- feltene i den østerrikske delen av Molasse-bassenget og Wien-bassenget , som forsynes med importert naturgass fra Russland via kompressorstasjonen i Baumgarten an der March . Et eksempel i Tyskland er Kirchheilingen underjordiske gasslagringsanlegg i den sentrale delen av Thüringer Basin ("lagringsformasjon": Zechstein ).

Porelagring i berglag, hvorfra grunnvannet ble fortrengt av naturgass presset inn ovenfra, er kjent som lagring av akvifer .

På grunn av de store lagringsmengdene brukes naturgassen i porelagring hovedsakelig til å dekke sesongmessige svingninger i etterspørselen.

Hull lagring

Byggeplass for gasshule på Ems

Disse kunstig skapte hulrommene i saltkuppler er laget ved å bore og trekke ut saltlake . De er sylindriske, kan ha en diameter på opptil 100 m og høyder mellom 50 og 500 m og ligger hundrevis av meter under jordoverflaten, i Tyskland noen ganger i dybder ( gruvedybder ) på opptil 2500 m.

De petrofysiske egenskapene til salt garanterer vanligvis den naturlige ugjennomtrengeligheten til bergsaltgrottene og gjør ytterligere fôr, slik det er tilfelle med berggrotter som er opprettet ved gruvedrift, unødvendig.

Grottene kan fylles med naturgass, petroleum, petroleumsprodukter, trykkluft eller andre gasser som hydrogen.

De lagrede gassmengdene varierer mellom 40 og 100 millioner standard kubikkmeter per individuell hul.

Cavernlagringsanlegg brukes til toppdekning og som kommersielle lagringsanlegg, samt for å kompensere for sesongmessige svingninger i forbruket. De er også tilgjengelige for å kompensere for kortsiktige importforstyrrelser eller svingninger.

Gassinnholdet i hver lagertank er i utgangspunktet delt inn i putegass og arbeidsgass. Putegassen består av gassvolumet som kreves i et lagringsanlegg for å muliggjøre det minste lagringstrykket som kreves for optimal injeksjon og uttak. I huler er putegassen også nødvendig for å sikre stabilitet. Putegassdelen er omtrent 1/3 til 1/2 av det maksimale lagringsvolumet og forblir permanent i lagringen. Arbeidsgassen er definert som volumet av gass som kan lagres eller trekkes ut når som helst i tillegg til putegassen.

En av de største huleoppbevaringsanleggene i Europa ligger i Epe i Münsterland. Opptil 4 milliarder m³ arbeidsgass kan lagres i totalt 80 huler.

Når det brukes som et petroleumslager, fungerer saltlake som en balanserende væske. Når råolje pumpes inn i lagringsanlegget, fortrenges saltlaken fra hulen. Råolje blir outsourcet ved å pumpe inn saltlake. Det er også et hullagringsanlegg for råolje i Epe.

Se også : hule (gruvedrift) , hulerkraftverk

Lagring i tidligere gruver

Under visse forhold kan råolje eller naturgass også lagres i tidligere gruver. For dette formålet er den tidligere produksjonsakselen utstyrt med en rørledning og forseglet. Et eksempel er Burggraf-Bernsdorf naturgasslagringsanlegg som drives av Ontras Gastransport GmbH.

Underjordiske lagringsanlegg i forskjellige land

Internasjonal lagringskapasitet

Landene med verdens største lagringskapasitet i 2014 var:

Underjordisk lagring i Tyskland

Det er totalt 52 underjordiske lagringsanlegg i Tyskland (fra 2016). Her lagres rundt 24,18 milliarder kubikkmeter naturgass for å dekke toppene, for å kompensere for kortsiktige importforstyrrelser og sesongmessige svingninger i etterspørselen. Det største underjordiske lagringsanlegget i Vest-Europa er Wingas- anlegget i Rehden med 4,4 milliarder kubikkmeter. Ytterligere eksempler på slike lagringsanlegg er lagringsanleggene i Inzenham West til RWE Dea AG, Bierwang (i Unterreit ) og Epe fra E.ON Ruhrgas AG, Dötlingen fra BEB Speicher / EMGSG , Etzel fra STORAG ​​Etzel og Frankenthal naturgasslagring. anlegget til Enovos Deutschland . Spandau naturgasslagringsanlegg i Berlin (stengt i 2016) hadde for eksempel et maksimalt volum på 1 milliard kubikkmeter naturgass. I følge Federal Association of German Gas and Water Management (BGW), Bonn, er ytterligere 5 underjordiske lagringsanlegg under bygging, utvidelse eller i planleggingsfasen.

Underjordisk lagring i Østerrike

Per april 2014 er det 11 underjordiske lagringsanlegg for naturgass i Østerrike, sortert i synkende rekkefølge etter kapasitet:

• Haidach bei Straßwalchen ( Salzburg ), (RAG med deltagelse av WINGAS og Gazprom Export ), siden 2007 med 1,2 milliarder kubikkmeter, siden 2011 med 2,64 milliarder kubikkmeter, på en dybde på 1600 m, utvidelse 3,5 × 5 km
• Schönkirchen-Reyersdorf nær Gänserndorf (Nedre Østerrike), (OMV), siden 1977 med 1,57 milliarder kubikkmeter i 5 horisonter (510 m 120 millioner kubikkmeter, 550 m 160 millioner kubikkmeter, 750 m 210 millioner kubikkmeter, 1050 m 550 millioner kubikkmeter, 1150 m 530 millioner kubikkmeter)
• Puchkirchen bei Timelkam (Øvre Østerrike), ( RAG ), siden 1982 med 860 millioner kubikkmeter på en dybde på 1100 m, forlengelse 6 × 2 km; siden 2010 med 1,08 milliarder kubikkmeter ved å inkludere Haag am Hausruck gassfelt på 1000 m dyp, utvidelse 5 × 2 km
• Syv felt i grenseområdet til Øvre Østerrike og Salzburg, (RAG med deltakelse av E.ON Gas Storage ), i den endelige utvidelsen rundt 2 milliarder kubikkmeter i 7 felt på 1.300 til 2.300 m dyp, 1. april , 2011 ble den første utvidelsesfasen satt i drift med 1,165 milliarder kubikkmeter i de to lagringsanleggene i Zagling (mellom Straßwalchen og Frankenmarkt ; 450 millioner kubikkmeter, utvidelse 2 × 2 km) og Nussdorf (ca. 700 millioner kubikkmeter, forlengelse 7 × 1,5 km), den andre utvidelsestappen med reservoarene Oberkling og Pfaffstätt sørvest for Mattighofen (ca. 685 millioner kubikkmeter)
• Tallesbrunn nær Gänserndorf ( Nedre Østerrike ), ( OMV ), siden 1974 med 300 millioner kubikkmeter
• Thann bei Steyr ( Oberösterreich ), (OMV), siden 1977 med 250 millioner kubikkmeter på 650 m dybde
• Aigelsbrunn nær Straßwalchen (Salzburg), (RAG), siden 2011 med 100 millioner kubikkmeter på en dybde på 1350 m, utvidelse 1,5 × 1 km
• Haidach 5 nær Straßwalchen (Salzburg), (RAG), siden 2006 med 16 millioner kubikkmeter på en dybde på 1450 m, utvidelse 0,5 × 1 km

Med en samlet lagringskapasitet på rundt 7 milliarder kubikkmeter, kan Østerrike for tiden lagre nesten sitt årlige naturgassbehov, som er en topp verdi i Europa.

I tillegg til pågående utvidelser til noen av ovennevnte lagringsanlegg, er følgende nye lagringsprosjekter under bygging:

• Schönkirchen-Tief bei Gänserndorf (Nedre Østerrike), (OMV), 1,6 milliarder kubikkmeter på en dybde på 2800 til 2900 m, igangsetting i to utvidelsesteg i 2014 (900 millioner kubikkmeter) og 2018 (ytterligere 700 millioner kubikkmeter)

Underjordisk lagring for andre formål

Skjematisk fremstilling av lagringsanlegget nederst til venstre

Når det gjelder vannkraftverk, kan lagringsbassenger også utformes som underjordiske lagre, som har mindre innvirkning på miljøet og kan også utformes for å være mer topografiuavhengig. I Østerrike ble den første bygd ved lagringskraftverket Naßfeld.

Ulykker

I 1980 strømmet totalt 15 millioner kubikkmeter naturgass ukontrollert fra et underjordisk lagringsanlegg i Frankenthal i Pfalz i 15 dager til mangelen kunne utbedres av en utblåsningsvern . Tidligere forsøk på å tette lekkasjen med 1000 tonn betong mislyktes.

I Gronau i Münsterland kom olje til overflaten fra et lagringsanlegg i Gronau-Epe hulefelt og forurenset bakken. Operatøren, Salt Extraction Company Westphalia (SGW), har begynt å reparere skadene (status 2014). I april 2019 rapporterte WDR at selv fem år etter at lekkasjen ble forseglet, ville rester av den lekkede 75 m³ råoljen fortsatt forurense vannet, men at disse ville bli fjernet på en kontrollert måte.

I Porter Ranch i den amerikanske delstaten California var det en gasslekkasje i et underjordisk gasslagringsanlegg drevet av Southern California Gas (SoCalGas) i midten av oktober 2015 , som ikke kunne forsegles før 11. februar 2016. Da hadde rundt 100.000 tonn naturgass rømt. Området hadde blitt evakuert i denne perioden, og 2200 familier måtte flytte midlertidig. Drivhuseffekten av metanet som slippes ut, skal tilsvare CO ₂ -utslippene til mer enn en halv million biler i USA innen ett år.

Se også

• bensintank

weblenker

• Podcastintervju om olje- og gassgrotter

Individuelle bevis

1. ↑ Hydrogenlagring i saltgrotter for å jevne ut vindkraftforsyningen .
2. ↑ Hvordan (så) lagres naturgass? Forumgass, vannvarme. Spesiell 6 ( Bensin - en bevist energikilde med en fremtid ), 2012, s. 22–25 ( PDF 11 MB; hele utgaven)
3. ↑ ^{a b} Underjordisk gasslagring i Tyskland . I: Petroleum Naturgasskull . teip 131 , nr. 11 , 2015, s. 398-406 ( PDF ). 
4. ↑ Forklaring av arbeidsgass / putegass [1]
5. ↑ Drift og konstruksjon av lagringsanlegg for naturgass av RAG / Østerrike
6. ↑ Pumpekraftverk , side 98ff. datert november 2010 åpnet 13. mars 2014 (dokument utilgjengelig 8. april 2016)
7. ↑ http://gsb.download.bva.bund.de/BBK/Magazin/BBK_Bevoelkerungsschutz198010.pdf Rapport om saken på side 6
8. ↑ http://www.taz.de/Oelhavarie-im-Muensterland/!141902/ åpnet 8. juli 2014
9. ↑ Oljeulykken i Gronauer Amtsvenn har satt sitt preg. I: www1.wdr.de . 14. april 2019, åpnet 14. april 2019 . 
10. ^ Gasslekkasje i California: Like skadelig for klimaet som 500 000 biler. I: Spiegel Online . 25. februar 2016. Hentet 9. juni 2018 . 
11. ↑ http://www.tagesspiegel.de/wissen/erdgasspeicher-ist-undicht-gasleck-in-kalifornia-gouverneur-ruft-notstand-aus/12793192.html
12. ↑ http://science.sciencemag.org/content/early/2016/02/24/science.aaf2348