AP 2.2

Modellentwicklung zur Simulation der Speicherung von CH4 bzw. Erdgas, Sole, Druckluft und Wärme in tiefen porösen Gesteinen

 

In diesem Arbeitspaket werden die für den Betrieb von Porenenergiespeichern relevanten physikalischen und chemischen Prozesse bestimmt und die notwendigen gekoppelten Prozessgleichungen und Bilanzgleichungen formuliert. Dazu gehört die Ermittlung der Phaseneigenschaften, Zustandsgleichungen und Phaseninteraktionen für die Speichergase Erdgas, Luft, Wasserstoff und Kissengas sowie Mischungen dieser Gase und das Formationswasser. Die ermittelten Zustandsgleichungen und Phaseninteraktionen werden im wissenschaftlichen open-source Simulator OpenGeoSys (OGS) implementiert.

Für Anwendungen in der geologischen Energiespeicherung wird die die in OpenGeoSys implementierte Schnittstelle zum effizienten und robusten Mehrphasensimulator Eclipse (Schlumberger) erweitert. Dies umfasst die Kopplung zu geomechanischen Effekten, d.h. Berechnung von Hebungen und Spannungen, und die Übergabe lokal verfeinerter Netze mit der Schnittstelle, um lokal hohe Genauigkeiten erzielen zu können. Um die erwarteten hohen Rechenzeiten zu beschränken wird der entwickelte Code OpenGeoSys zur Simulation großskaliger Szenarien parallelisiert und somit High-Performance-Computing Methoden zugänglich gemacht. Anhand von Vergleichsrechnungen werden die implementierten Methoden getestet.

 

Bild: Komponenten für thermisch-hydraulisch-mechanisch-chemisch gekoppelte Prozessmodelle