AP 1.7

Im Zuge der Einspeicherung von Gasen in den tieferen Untergrund kann es möglich sein, dass beim nicht-bestimmungsgemäßen Betrieb eines Speichers Gase in oberflächennahe Aquifere eintreten. Die möglichen oder wahrscheinlichen Folgereaktionen hängen dabei sowohl von der Art des eingetragenen Gases als auch von dem geochemischen Milieu des Aquifers ab. So kann der Eintrag von Druckluft zu Oxidationsreaktionen führen, während der Eintrag von Methan oder Wasserstoff mikrobiell katalysierte Reduktionsreaktionen zu Folge haben kann. Neben dem direkten Einfluss der Gaslösung im Grundwasser auf die Wasserqualität sind also auch die Auswirkungen der möglichen Folgereaktionen auf die Wasserzusammensetzung abzuschätzen. Da potentiell ein vollständiger Umsatz eingetragener Gase möglich ist, sind die Auswirkungen auch im Zusammenhang mit der Installation eines Monitoringnetzwerkes von Interesse, um Zielparameter für die Überwachung zu definieren.
Die durchgeführten Laborexperimente dienen der Untersuchung der Auswirkungen von H₂-, CH₄- oder Druckluft-Leckagen in oberflächennahen Aquiferen (Teufen < 300 m). Die Arbeiten zielen auf eine Erweiterung des Prozessverständnisses, der Ableitung geeigneter Parameter zur Implementierung der Folgereaktionen in Transport-Reaktions-Modelle sowie der Identifikation von Monitoring-Parametern. Darüber hinaus ist eine zentrale Fragestellung, inwieweit sich Experimente, die unter Normaldruckbedingungen durchgeführt werden, auf in-situ Bedingungen übertragen lassen, wobei hier gegebenenfalls Transferfunktionen entwickelt werden sollen. Hierzu werden Versuche bei Gasdrücken von bis zu 30 bar durchgeführt und die Ergebnisse dahingehend ausgewertet, ob sich Gleichgewichtsreaktionen und Reaktionskinetiken mit dem Gasdruck skalieren lassen. Hintergrund ist dabei die sehr angewandte Fragestellung, ob im Zuge einer Gefährdungsabschätzung für einen realen Gasspeicherstandort gegebenenfalls Versuche gefordert werden müssen, die die in-situ Bedingungen genau abbilden oder ob eine Druck-Skalierung von Versuchsergebnissen möglich ist. Die Auswertung der Versuchsergebnisse mit einfachen geochemischen Modellen erlaubt es dabei, die beobachteten Prozesse gegebenenfalls zu abstrahieren und so ein Reaktionsschemata zu entwickeln und zu parametrisieren, welches dann in komplexeren Simulationen (AP 3.3 und AP 3.4) verwendet werden kann.