LARISSA: Laboruntersuchungen und numerische Berechnungen zur Rissausbreitung in Salzgestein

Beschreibung:

Zukünftig können Salzkavernen als Langzeitspeicher für z.B. „grünen“ Wasserstoff für Versorgungssicherheit sorgen oder in kleinerem Maßstab regional zur Netzstabilität beitragen, indem durch Wasserstoff oder Druckluft kurzfristig Regelenergie bereitgestellt werden kann. Insbesondere bei dieser Art von Bereitstellung werden an einen Kavernenspeicher in Bezug auf Flexibilität sowie Ein- und Ausspeichergeschwindigkeiten hohe ingenieurtechnische Anforderungen gestellt.

Da es in einer Gasspeicherkaverne aufgrund der Dekomprimierung des Mediums bei Volumenausspeisungen zu erheblichen Abkühlungsprozessen in der Kaverne und damit auch unmittelbar an der Kavernenwand kommt, müssen diese Temperaturänderungen in der Kaverne thermodynamisch berechnet und in der Bewertung der Spannungszustände im Salzgestein berücksichtigt werden. Numerische Berechnungsmodelle zur Kavernendimensionierung sollen daher auch eine Infiltrationsrissbildung berücksichtigen. Dabei muss der Nachweis geführt werden, dass diese im Betrieb eine endliche Ausdehnung ins Gebirge haben und die Stabilität sowie die Dichtheit im Gesamtsystem Gebirge – Kaverne nicht beeinträchtigt werden. Dieser Nachweis soll am Institut für Geotechnik Hannover (IGtH) in der Versuchshalle der Abteilung für unterirdisches Bauen  an Salzgesteinen verschiedener Lokationen durchgeführt werden.

Neben Laborversuchen werden Simulationsberechnungen durchgeführt, die sich zum einen mit der Rissausbreitung in Prüfkörpern befassen und zum anderen den Einfluss thermischer Prozesse auf die Modifikation der Versuchsdurchführung fokussieren. Ein Teilziel des Vorhabens „LARISSA“ ist letztlich auch die Weiterentwicklung des bestehenden Dimensionierungskonzepts für Speicherkavernen in Steinsalz.