grota

Podziemna elektrownia Bad Säckingen należąca do firmy Schluchseewerk AG
Jaskinia kolejowa w Szwajcarii

Pieczara (od łacińskiego caverna „jaskini”, „pustej przestrzeni”, do wydrążenia - „wcięcia”, „ jaskinia ”) jest w szerszym znaczeniu, większe, naturalne (wówczas równoznaczne z jaskini ) lub sztucznie stworzone w konstrukcji zamkniętej ( «górnictwo») wnęka podziemna. W podziemnych jaskiniach górniczych są sztucznie stworzone wszystkie wnęki, które nie są jak tunele lub szyby .

Budowa kawern jest obszarem pracy inżynierii lądowej i wodnej i wykorzystuje metody budowy tuneli lub inżynierii lądowej .

Przykłady aplikacji

Groty magazynowe z kopułami solnymi

W węższym sensie, kawerny to także wszystkie kawerny sztucznie wypłukane z kopuły solnej, w której przechowywana jest ropa naftowa lub gaz ziemny . W Niemczech jest około 250 takich jaskiń, m.in. B. w pobliżu najważniejszego portu importu ropy naftowej Wilhelmshaven oraz w kopule solnej Lesum w Bremie. Znajdujące się tam kawerny mają ponad 1000 m głębokości i ok. 500 m wysokości, każda o pojemności ok. 400 000 m³ (mniej więcej średnica ok. 30 m). Służą one do przechowywania zapasów surowców określonych w ustawie o składowaniu ropy naftowej na czas kryzysu, zarządzanych przez Stowarzyszenie Magazynów Ropy Naftowej . Stanowią one część federalnej rezerwy ropy naftowej, utworzonej przez niemiecki rząd federalny w 1970 roku . Inne kraje europejskie również w coraz większym stopniu wykorzystują te zdolności. Ten rodzaj magazynowania surowców energetycznych służy również z jednej strony do równoważenia stałej produkcji, az drugiej silnie uzależnionego od temperatury zewnętrznej, pory dnia i koniunktury zużycia surowców energetycznych.

Kawerny naftowe

Groty solne to sztucznie stworzone wnęki w kopułach solnych. Są wypłukiwane wodą i mogą służyć do przechowywania ropy naftowej. Powstała solanka jest częściowo wykorzystywana w przemyśle chemicznym. W przypadku kawern w północnych Niemczech solankę zazwyczaj rozcieńcza się wodą i rurociągami wprowadza do Morza Północnego. Na przykład podczas budowy jaskiń w kopule solnej Etzel w pobliżu Wilhelmshaven solanka z zewnętrznego jadeitu została wtłoczona do wody pływowej. Ropa wlewana jest do kawern od góry, wypychając w ten sposób solankę w dół i kierując ją rurami na powierzchnię. Olej pływa po solance; nie łączy się z solanką ani z otaczającą solą kamienną i nie wypłukuje wysypiska solnego. Aby ponownie wydobyć ropę z jaskini, jest ona wypełniana wodą, która wypycha ją do góry, przez co objętość jaskini zwiększa się na skutek nasłonecznienia.

Ponieważ magazynowany olej jest bardzo rzadko używany, np. B. w przypadku poważnych przerw w dostawach przyrost objętości jest niewielki. Ta metoda przechowywania była dotychczas uważana za bezpieczną, ale po incydencie w Münsterland ponownie jest przedmiotem intensywnej dyskusji.

Kawerny gazu ziemnego

Kawerny służą również do przechowywania gazu ziemnego. W infrastrukturze gazowej wykorzystywane są podziemne magazyny gazu ziemnego w celu kompensacji sezonowych wahań popytu. Stanowią element równoważący między prawie ciągłymi dostawami gazu ziemnego z krajów produkujących a sezonowo zmieniającą się podażą do odbiorców końcowych, zależną od popytu. Możesz także pomóc w pokonaniu tymczasowych ograniczeń dostawy. W kopule solnej Etzel do 2020 r. Powstanie do 90 kolejnych, oprócz 20 istniejących kawern gazowych. Służą do magazynowania gazu ziemnego, dwa rurociągi z Norwegii (Norpipe i Europipe ), rurociąg bałtycki z Rosji, a planowany terminal LNG jest importowany w Wilhelmshaven w Niemczech. Wydobycie kawerny zajmuje około dwóch i pół roku, a napełnienie jej gazem ziemnym pół roku.

Po napełnieniu kawern gaz ziemny jest najpierw oczyszczany z pyłu lub drobnych cząstek po wpłynięciu do stacji magazynowej. Następnie przechodzi przez układ pomiarowy, który sprawdza jakość gazu. Poprzez układy rurociągów na stacji dociera do hal tłoczni, gdzie elektrycznie sterowane sprężarki o mocy ok. 54 MW w razie potrzeby podwyższają ciśnienie gazu ziemnego. Wykorzystanie wydajności sprężarki zależy od różnicy ciśnień między komorą a rurociągiem. Sprężarki mogą wytwarzać ciśnienie do 200 barów. Gaz nagrzany przez sprężanie musi zostać schłodzony do temperatury 30–40 stopni Celsjusza, zanim zostanie zmagazynowany w kawernie. Po osiągnięciu zamierzonej temperatury jest wprowadzany do kawerny gazu ziemnego. Podczas wyciągania gaz ziemny jest najpierw suszony, ponieważ wchłania wilgoć w komorze. Ponadto ciśnienie należy wyregulować przed podaniem do rurociągu.

Magazynowanie energii z odnawialnymi źródłami energii

Oprócz paliw kopalnych, takich jak ropa naftowa i gaz ziemny, kawerny mogą w przyszłości służyć także do magazynowania energii z wiatru i energii słonecznej. Również w tym przypadku magazyn kawernowy służy do zrównoważenia różnic między produkcją z jednej strony a popytem z drugiej. Nadmiar energii elektrycznej, na przykład pochodzący z turbin wiatrowych , będzie przechowywany w kawernach, przekształcając go w media magazynujące, takie jak wodór lub biometan. Podziemne magazyny nadają się do kompensacji wahań oraz jako magazyny długoterminowe o pojemności kilku terawatogodzin w celu wchłonięcia większych ilości regularnie dostarczanej energii i ponownego jej uwolnienia w razie potrzeby.

Geologiczna interpretacja kawern magazynowych kopuł solnych

Znajomość możliwie najdokładniejszej sytuacji geologicznej wzdłuż każdego odwiertu kawernowego i przyległego pasma górskiego jest podstawowym wymogiem dla planowania, technicznej produkcji zolu i bezpiecznej eksploatacji kawern do przechowywania gazu i ropy. W celu zminimalizowania ryzyka geologicznego wiercenia w kawernach składowania wysadów solnych, wcześniej tworzone są modele 3D wysypiska solnego ( diapir ). Głównym zadaniem prac geologicznych jest określenie budowy wewnętrznej bryły solnej tj. H. Zrozumienie przestrzennego przebiegu różnych bloków solnych w celu konkretnego zagospodarowania obszarów, w których sól kamienna , szczególnie dobrze nadająca się do budowy kawern, jest w możliwie najczystszej postaci.

Z jednej strony dostępne są informacje do interpretacji geologicznej, które są zbierane w fazie wiercenia, z drugiej strony, kolejny proces solankowy i rozwój objętości wnęki są wykorzystywane do regularnego sprawdzania wstępnego modelu geologicznego. Dane zebrane na etapie wiercenia obejmują:

  • z sadzonek , które są przetwarzane i sklasyfikowany geologicznie według głębokość
  • z rdzeni wiertniczych , które są zaczerpnięte z różnych głębokościach i zapewniają bezpośredni dowód na charakter górach i charakteru istniejących struktur geologicznych
  • zawartość bromków wzdłuż sekcji solnej, co pozwala na dokładną klasyfikację statyczną wywierconych soli
  • Wyniki z różnych pomiarów geofizycznych otworów wiertniczych, które dostarczają informacji o warunkach wzdłuż ściany otworu.

Gęstość danych umożliwia bardzo precyzyjną rejestrację na komputerze rzeczywistych warunków w otworze wiertniczym, a tym samym bardzo szybkie rozpoznanie potencjalnych zagrożeń i podjęcie odpowiednich działań. Podsumowując, te nowe podejścia interpretacyjne umożliwiają optymalizację koncepcji wykorzystania do tworzenia nowych pól kawern. Technologia ta jest wykorzystywana na przykład w nowych studniach na polu kawern Etzel. Do budowy modelu 3D wysypiska solnego zbadano rdzenie wiertnicze i dzienniki geofizyczne z pierwszych wierceń w latach 70. do 90. XX wieku, które można teraz wykorzystać do zminimalizowania ryzyka nowych wierceń.

Incydenty

Gaz wycieka z kawern etylenowych w Teutschenthal
W dniu 28 marca 1988 r. Nastąpił spadek ciśnienia w jaskini i znaczne pęknięcia na powierzchni ziemi w Teutschenthal na terenie ówczesnej NRD. Wyciekły duże ilości etylenu , który na szczęście wyparował po kilku godzinach.
Osiadanie Bayou Corne
W dniu 3 sierpnia 2012 r. W Assumption Parish w amerykańskim stanie Luizjana osiadanie powierzchni wynosiło początkowo około jednego hektara w wyniku zawalenia się kawerny w kawernie solnej na głębokości 1000 m wykorzystywanej do magazynowania ropy i gazu.
Obszar osiadania powiększył się do 10 hektarów do czerwca 2014 r., Gaz uchodzący z kawerny jest spalany w sposób kontrolowany na ile to możliwe przez operatora kawerny Texas Brine , szacunkowo 700 000 m³ do lutego 2014 r. Uciekła również zmagazynowana ropa naftowa. Z okolic ewakuowano 350 mieszkańców.
Wyciek ropy we Wschodniej Fryzji w 2013 roku
17 listopada 2013 r. Wyciek w naziemnej instalacji dystrybucyjnej w kawernie Etzel spowodował wyciek 40 m³ ropy naftowej.
Wyciek w jaskini Amtsvenn / Gronau-Epe
Pole kawernowe Gronau-Epe jest jednym z największych magazynów kawern na świecie i obejmuje kilka kawern do przechowywania ropy naftowej. Od 12 kwietnia 2014 r. Ropa rozlała się na pola w różnych miejscach. Używając testów ciśnieniowych i kamery wideo, stwierdzono, że rurociąg w jaskini S5 przecieka na głębokości 217 metrów. Ilość rozlanego oleju oszacowano na 53 000 litrów. Czasami zwierzęta musiały być zabijane, ponieważ piły wodę zawierającą olej.

literatura

linki internetowe

Wikisłownik: Kaverne  - wyjaśnienia znaczeń, pochodzenie słów, synonimy, tłumaczenia

Indywidualne dowody

  1. ↑ Informacje o polu jaskini Etzel
  2. ↑ a b Gabriela Keller: Niezbyt ciasna. W: taz.de. 8 lipca 2014, obejrzano 12 grudnia 2014 .
  3. ↑ Wilhelmshavener Zeitung z 5 czerwca 2008, s. 1 i 13
  4. ↑ Broszura informacyjna „Magazyn kawernowy Etzel”, IVG Caverns GmbH
  5. ↑ Die Luft - Ein Gasfeld na www.freitag.de, dostęp 12 lutego 2020 r
  6. ^ The New York Times : Ziemia daje drogę, a miasto Luizjana walczy, aby znaleźć swoje oparcie , 25 września 2013
  7. ↑ Renowacja po zakończeniu katastrofy naftowej w Gronau , dostęp 15 kwietnia 2018 r.
  8. ↑ Reiner Burger, Gronau: wypadek na pastwisku dla krów. W: FAZ.net . 5 maja 2014, obejrzano 12 grudnia 2014 .