Projekttagebuch

Von Meißeln und Diamanten – durch das Lias

Mittlerweile sind wir bei der Bohrung ins Zeitalter des Lias vorgedrungen – der Name kommt aus dem Englischen layers (Schichten) oder dem Gallischen leac (Steinplatte). Lias bezeichnet die erdgeschichtliche Periode vor ca. 206-180 Mio. Jahren.
Mit einer Tiefe von deutlich mehr als 2.500 Metern kommen wir unserem Zielreservoir immer näher.


Leider können wir nicht mit Fotos und Videoaufnahmen aus dem Erdinneren aufwarten. Aber dieser Bohrmeißel hat schon alles gesehen: Es ist ein sogenannter PDC-Meißel, der bei der Bohrung unter anderem zum Einsatz kommt. PDC steht für Polycristalline Diamond Cutter.

Der Name verrät es schon: Besetzt sind die sechs sogenannten Rippen mit Industriediamanten, widerstandsfähig genug, um sich auch durch sehr harte Gesteinsschichten bohren zu können.

Mit zunehmender Tiefe verringert sich der Durchmesser des Bohrlochs. Die Bohrmeißel, die zum Einsatz kommen, werden deswegen auch immer kleiner.

Der Bohrmeißel ist am unteren Ende des rotierenden Bohrstranges montiert und zerkleinert das Gestein.  Durch die Spülung wird dann das sogenannte Bohrklein nach oben transportiert und noch vor Ort von den Geologen analysiert.

Auf dem Bild rechts erkennt man gut in der Mitte eine der Düsen, aus der während der Bohrung die Bohrspülung tritt.


Die Erdgeschichte unterm Mikroskop: Die Anwendungsforschung bei der Geothermiebohrung

Bei unserer Bohrung werden regelmäßig, alle fünf bis zehn Meter, Proben entnommen und noch vor Ort untersucht. So lässt sich genau bestimmen, in welcher Gesteinsschicht sich die Bohrung gerade befindet. Die Information ist sehr hilfreich, um die Bohrung sicher in das Zielreservoir zu führen.  

Die Gesteinsproben werden in kleinen Röhrchen aufbewahrt: Sandsteine, Kalkstein sowie Tonsteine können gut anhand ihrer Eigenschaften (Körnung, Oberflächenstruktur, Farbe, Reaktion mit Salzsäure) unterschieden werden.
Bei den weißen Gesteinsproben handelt es sich um Kalksteine, bei den dunklen Proben um Tonsteine.

In einem Container auf dem Bohrplatz zeigt ein Mitarbeiter, der sogenannte Mud-Logger, das anhand der angetroffenen Gesteine erstellte Schichtprofil.

Neben Gesteinsproben können auch Mikrofossilien viel Aufschluss über die Erdschichten unter unseren Füßen geben. Sie sind nur zwischen drei Hundertstel Millimeter und einem Millimeter groß. Als Mikrofossilien werden Fossilien von Mikroorganismen und mikroskopisch kleine fossile Reste größerer Lebewesen bezeichnet.

Mikropaläontologen untersuchen die winzigen Fossilien, die mit dem Bohrklein an die Oberfläche gespült werden. Sie können dem Projekt wie auch den Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen wertvolle Informationen über das erdgeschichtliche Alter der erbohrten Gesteine geben.

Eine Besonderheit im Projekt: Die Rolle der Forschung

Dass Mikropaläontologen direkt vor Ort auf dem Bohrplatz dabei sind, ist eine Besonderheit von unserer Bohrung in Wilhelmsburg. Zum einen unterstützen sie uns direkt vor Ort bei unseren Bohraktivitäten. Zum anderen stellen wir ihre Erkenntnisse den Kolleginnen und Kollegen für ihre wissenschaftliche Begleitforschung zur Verfügung. Die wissenschaftliche Begleitforschung spielt im Projekt IW³ – Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg – von dem die Geothermie-Bohrung zentraler Bestandteil ist, grundsätzlich eine wichtige Rolle. Denn die gewonnenen Erkenntnisse aus unserem Projekt lassen sich auch für mögliche weitere Geothermieprojekte im norddeutschen Raum nutzen.

Genau das ist das Ziel des Verbundvorhabens mesoTherm. Prof. Dr. Inga Moeck, Professorin für Angewandte Geothermik und Geohydraulik, und Dr. Matthias Franz von der Georg-August-Universität Göttingen erzählen in den Videos von ihrer Arbeit für das Projekt:


Dieses Video ist im erweiterten Datenschutzmodus von Youtube eingebunden, der das Setzen von Youtube-Cookies solange blockiert, bis ein aktiver Klick auf die Wiedergabe erfolgt. Mit Klick auf den Wiedergabe-Button erteilen Sie Ihre Einwilligung darin, dass Youtube auf dem von Ihnen verwendeten Endgerät Cookies setzt, die auch einer Analyse des Nutzungsverhaltens zu Marktforschungs- und Marketing-Zwecken dienen können.


Dieses Video ist im erweiterten Datenschutzmodus von Youtube eingebunden, der das Setzen von Youtube-Cookies solange blockiert, bis ein aktiver Klick auf die Wiedergabe erfolgt. Mit Klick auf den Wiedergabe-Button erteilen Sie Ihre Einwilligung darin, dass Youtube auf dem von Ihnen verwendeten Endgerät Cookies setzt, die auch einer Analyse des Nutzungsverhaltens zu Marktforschungs- und Marketing-Zwecken dienen können.


2.000-Meter-Grenze geknackt: Die Oberkreide

Wir kommen gut voran – und haben kürzlich schon eine Tiefe von 2.000 Metern erreicht! Mit unseren Erkenntnissen aus der laufenden Erkundungsbohrung und begleitenden Messungen gleichen wir kontinuierlich das erwartete geologische Schichtenprofil mit den tatsächlichen Gesteinsschichten ab. Seit den letzten ca. 200 Metern bohren wir nun durch die Gesteinsschichten der Oberkreide: Dieser Abschnitt der Erdgeschichte reicht 100 bis 66 Mio. Jahre zurück.

Stimmen zum Projekt: Die Projektleiterin Geothermie

Wer steckt eigentlich hinter dem Projekt? Im Video erzählt die Geologin und Projektleiterin Geothermie bei der HEGeo, Kerstin Müller, von ihren vielfältigen Aufgaben bei dem Bohrvorhaben, was sie motiviert und welche Herausforderungen zu meistern sind:


Dieses Video ist im erweiterten Datenschutzmodus von Youtube eingebunden, der das Setzen von Youtube-Cookies solange blockiert, bis ein aktiver Klick auf die Wiedergabe erfolgt. Mit Klick auf den Wiedergabe-Button erteilen Sie Ihre Einwilligung darin, dass Youtube auf dem von Ihnen verwendeten Endgerät Cookies setzt, die auch einer Analyse des Nutzungsverhaltens zu Marktforschungs- und Marketing-Zwecken dienen können.

1.100 Meter in der Tiefe

Ein gutes Drittel der ersten Bohrung ist geschafft – in 1.100 Metern Tiefe wurde das geplante Ende der nächsten Bohrsektion, die sogenannte Absetzteufe, erreicht. Während die ersten 200 Meter eher durch Sande und kiesiges Gestein geprägt waren, musste sich der Bohrer anschließend durch immer tonigere Schichten und mächtige Abfolgen von Tonmergel arbeiten. Nach dem planmäßigen Bohrstopp wurde das Bohrgestänge wieder ausgebaut. Nun folgen Messungen im Bohrloch und dann werden erneut Rohre eingebaut und zementiert, sodass alles bestens vorbereitet ist für die kommende Bohrsektion.

Auf dieser „Drehtisch“ oder „Bohrtisch“ genannten Vorrichtung auf dem Bohrturm wird das Bohrgestänge aufeinander geschraubt

Über 200 Meter tief: Hamburger Ton erreicht

Nachdem unter großem Medieninteresse die Bohrung am vergangenen Donnerstag startete, wurde mittlerweile schon eine Tiefe von 216 Metern erreicht. Wie erwartet stieß der Bohrer in ca. 207 Metern Tiefe auf den sogenannten Hamburger Ton. „Alles verläuft wie geplant, wir sind sehr zufrieden“, sagen unsere Bohrungsgeologen. Nach genauer Vermessung des Bohrlochs mit speziellen Sonden wurden die Rohre eingebaut und einzementiert, damit sie fest mit dem Untergrund verbunden sind. Sobald der Zement ausgehärtet ist, wird weiter gebohrt.

Ein Meilenstein: Die erste Bohrung hat begonnen!

Es ist ein Meilenstein für die Hamburg Energie Geothermie GmbH, das Projekt IW³ mit allen Projektpartnern und nicht zuletzt: die Zukunft der Wärmeversorgung in Hamburg. Heute wurde im Beisein von Michael Pollmann, Staatsrat für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft, dem Geschäftsführer der Hamburger Energiewerke, Michael Prinz, und Ingo Hannemann von HAMBURG WASSER das Startsignal für die erste Bohrung gegeben.

„Tief in der Erde unter Hamburg schlummert ein energetischer Schatz. Diesen wollen wir nun zu bergen beginnen. Die Tiefengeothermie, für die wir heute in Hamburg den Startschuss geben, bietet beachtliche Potenziale zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung.
Wir zeigen damit einmal mehr, wie Hamburg den Kohleausstieg umsetzt, wie wir die Steinkohle in Wedel durch eine Vielzahl sauberer Quellen ersetzen und damit auch neue Technologien voranbringen.“

Michael Pollmann, Staatsrat für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft

Ziel unseres Projektes ist es, zunächst in Wilhelmsburg zu einer umweltfreundlichen und nachhaltigen Wärmeversorgung beizutragen und darüber hinaus als Blaupause zu dienen, die auch von weiteren Städten und Gemeinden in Norddeutschland für die eigene Wärmewende umgesetzt werden kann. 

Michael Prinz, Geschäftsführer Hamburger energiewerke gmbh

Michael Prinz, Michael Pollmann und Ingo Hannemann (v.l.n.r) geben das Startsignal für den Bohrbeginn

Pressetermin zum Bohrstart

Die letzten Vorbereitungen vor dem Bohrstart

In den vergangenen Tagen wurden die letzten Bohrturmsegmente montiert. Um den straffen Zeitplan halten zu können, wurde im Schichtbetrieb gearbeitet.

Nur original mit Hamburger Wetter: Panoramablick mit Bohrturm

Der Bohrturm wird aufgebaut

Auf dem Bohrplatz an der Alten Schleuse herrscht Hochbetrieb: Bis Anfang nächster Woche werden insgesamt rund 70 Transporter erwartet, die einzelne Teile der Bohranlage liefern. Viele Transporter haben einen langen Weg aus Österreich hinter sich, ihre genauen Ankunftszeiten in Hamburg-Wilhelmsburg lassen sich nur schwer vorhersagen. Für den Ablauf auf dem Bohrplatz bedeutet das eine logistische Herausforderung.
Doch bislang klappt alles reibungslos – und seit heute steht auch der Bohrmast!

Das Aufsetzen des Bohrmasts auf den Unterbau ist Präzisionsarbeit
Bohrplatz mit Bohrmast in voller Pracht

Was zuvor geschah …

Fortschritt in nur zwei Tagen: Vorher – nachher

Antransport des Bohrturms – Viel Verkehr an der Alten Schleuse erwartet

Es ist soweit – der Antransport des Bohrturmes hat begonnen. Nachdem zuvor die Asphaltumfahrung rund um das Betonfundament fertiggestellt wurde, und die letzten, vorbereitenden Erdarbeiten abgeschlossen sind, ist der Bohrplatz bereit für die Ankunft des Bohrturmes. Heute sind die ersten Transporte mit Teilen des ca. 40 Meter hohen Bohrturms an der Alten Schleuse in Wilhelmsburg angekommen.

In den kommenden Wochen werden weitere Teile der Anlage und des Bohrturms geliefert. Darunter sind auch einzelne Schwerlast-Transporte – um diesen die Zufahrt zum Gelände sicher zu ermöglichen, müssen die Straßen Alte Schleuse und Reiherstieg-Hauptdeich zeitweise gesperrt werden. Die Sperrungen gelten nur für die Dauer der Durchfahrt, also etwa 10 Minuten, und werden danach wieder aufgehoben. Das betrifft vor allem den Zeitraum vom 17. bis 25. Januar.

Neben den zeitlich begrenzten Sperrungen ist bis Ende des Monats außerdem in der näheren Umgebung mit einem deutlich erhöhten Verkehrsaufkommen durch Lkw zu rechnen.

Bohrplatz erwartet Bohrturm
Die Asphaltumfahrung wurde fertiggestellt
Alles ist bereit: Hier wird in den kommenden Wochen der Bohrturm errichtet

Letzte Arbeiten in diesem Jahr

Nun ist das Betonfundament fertiggestellt und die beiden Bohrkeller für die 3,5 Kilometer tiefen Geothermiebohrungen eingefasst.

Bevor Anfang 2022 der temporäre 350 Tonnen schwere Bohrturm aufgebaut wird, wird gerade eine Asphaltumfahrung um das Betonfundament gebaut. Über diese werden die Bauteile für den Bohrturm angeliefert und die Erde aus dem Bohrloch abtransportiert.

Bei erfolgreicher erster Probebohrung schließt sich die zweite Bohrung direkt an. Nach aktueller Planung werden die Bohrarbeiten insgesamt etwa bis zur Jahresmitte 2022 dauern.

Ein Blick aus der Vogelperspektive auf die fertiggestellte Bohrplatte mit den beiden Bohrkellern.
Blick auf die Asphaltierungsarbeiten
Blick in die beiden Bohrkeller, über denen Anfang 2022 der temporäre Bohrturm aufgebaut wird.
Vom Geothermie-Standort aus sollen bald die ersten Quartiere in Wilhelmsburg klimafreundlich mit Wärme versorgt werden.

Banner informiert zu Geothermie-Bohrung

Ein Banner in deutscher und türkischer Sprache informiert interessierte Passanten über das Geothermie-Projekt, das am Sperrwerk Veringkanal entsteht.

PRODUKTIONSBOHRUNG: Aus etwa 3.500 Metern Tiefe fördert die geplante Geothermieanlage etwa 130°C heißes Thermalwasser an die Oberfläche. Im oberirdischen Heizhaus wird dem Wasser über Wärmetauscher die Wärme entzogen.
INJEKTIONSBOHRUNG: Das abgekühlte Thermalwasser wird zurück in die Erde geleitet. Hier erwärmt es sich mit Abstand zur Produktionsbohrung allmählich wieder. Vom Heizhaus aus verteilt ein Leitungsnetz die Wärme an die Haushalte.
Es werden zwei voneinander getrennte Wasserkreisläufe etabliert: Einer zwischen Produktions- und Injektionsbohrung und ein zweiter im WÄRMENETZ. Dies besteht aus Leitungen, in denen Wasser die Wärme transportiert und an die Haushalte verteilt.