3D-Spannungsfeldmodellierung zum Untergrund der deutschen Nordsee und angrenzender Gebiete

Eine Grundlage für die Abschätzung des mechanischen, thermischen und hydraulischen Zustandes des tieferen Untergrundes (z. B bei der Untersuchung von Speicherstrukturen für CO2) bilden numerische 3D-Simulationen zur Lithosphärenbeschaffenheit. Auf Basis dieser Simulationen kann der Spannungszustand im Untergrund der deutschen Nordsee abgeleitet werden. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse können verwendet werden, um das Reaktivierungspotenzial von Brüchen oder deren Neubildung durch Injektion von CO₂ in der deutschen Nordsee abzuschätzen und somit die Bildung möglicher Leckagepfade besser bestimmen zu können. Dies ist im Kontext des Kohlendioxid-Speicherungsgesetzes (KSpTG) von hoher Relevanz. Die Ergebnisse solcher Simulationen dienen auch zur Prognose des vorliegenden Druckzustandes im Untergrund und der Definition entsprechender Injektionsstrategien für CO2. Dabei sollten vor allem die Spannungs- und Druckverhältnisse der obersten Kilometer der Oberkruste mit einer hohen Genauigkeit quantifiziert werden. Jedoch sollten auch für die tiefer liegenden krustalen und oberen Mantelbereiche konsistente Modellannahmen getroffen werden und in die Simulationen miteinfließen, da sich Verformungen in diesen Bereichen auch direkt auf oberflächennahe Bereiche auswirken können. Somit ist für die Spannungsfeldmodellierung die gesamte Lithosphäre (und ggf. obere Asthenosphäre) in der Modellerstellung zu berücksichtigen. Die Durchführung der für den beschriebenen Zweck zu erstellenden 3D-Simulationen (poro-visko-elasto-plastische Modelle als dynamische THM-Simulationen) und die Interpretation ihrer Ergebnisse erfordern eine jahrelange Erfahrung in der Erstellung und im Umgang mit großräumigen gekoppelten thermo-hydro-mechanischen Fragestellungen zum Untergrund sowie Expertise in der geodynamischen Modellierung der gesamten Lithosphäre, ihres Verformungsverhaltens und der Unsicherheiten von Daten und Methodik. Um die Ergebnisse möglichst zeitnah für zukünftige Bewertungen von Aufsuchungen von möglichen Speichern nach dem KSpTG im Untergrund des Festlandsockels und der AWZ der deutschen Nordsee nutzen zu können, ist die Vergabe an bereits vollumfänglich qualifizierte Arbeitsgruppen/Firmen sinnvoll. Für die Durchführung komplexer, zeitlich sehr umfangreicher und rechenintensiver numerischer 3D-Simulationen, soll daher ein externer Auftrag vergeben werden. Dabei ist für die Durchführung und Auswertung der numerischen Simulationen ein Zeitraum von ca. 2 Jahren vorgesehen, mit einer halbjährigen Vorlaufzeit, um sowohl Abstimmungsgespräche zwischen Auftraggeber (AG; BGR) und Auftragnehmer (AN) führen zu können als auch das vom AN zu verwendende Strukturmodell als Teil des Eingangsmodelles für die Simulationen - vom AG vorzubereiten.