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Dipl. Geol. M. Kämmlein

Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Geologie

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Dissertationsthema

„Verbesserung der Abschätzung des geothermischen Potentials oberflächennaher Fest- und Lockergesteine am Modell von NE-Bayern“

Der Themenansatz verfolgt das Ziel, die Abschätzung des geothermischen Potentials von oberflächennahen Fest- und Lockergesteinen zu verbessern. Eine möglichst genaue Abschätzung der thermischen Untergrundeigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit, Wärmekapazität ect.) ist die Grundlage für die Berechnung der Dimensionierung von oberflächennahen Geothermie-Anlagen.

Momentan bildet die „VDI 4640: Thermisch Nutzung des Untergrundes“ in Deutschland die einzig anerkannte Richtlinie, die empfohlene Rechenwerte für die thermischen Eigenschaften von Gesteinen beinhaltet, und daher von planenden Ingenieurbüros als Rechen- und Verfahrensgrundlage benutzt wird. Jedoch beinhaltet die VDI 4640 nur empfohlene Rechenwerte der thermischen Gesteinseigenschaften von allgemeinen Gesteinstypen wie Sandstein oder Tonstein, die zudem Mittelwerte eines möglichen Wertespektrums sind.

Da die thermischen Eigenschaften dieser einzelnen Gesteinstypen je nach Mineralzusammensetzung, Korngrößenspektrum, Porosität und Permeabilität jedoch deutliche Schwankungen aufweisen, gibt es eine große verbleibende Unsicherheit bei der Verwendung der empfohlenen Rechenwerte aus der VDI 4640. Beispielsweise besitzt ein quarzitisch zementierter Sandstein mit entsprechend hohem Quarzanteil eine deutlich bessere Wärmeleitfähigkeit als ein tonig zementierter Sandstein.

Im Rahmen der Dissertation werden die thermischen Eigenschaften sowie gesteinsspezifische Parameter wie Mineralzusammensetzung, Porosität, Permeabilität, Korngrößenverteilung und Dichte von oberflächennahen Gesteinen im Gebiet NO-Bayern/Bayern ermittelt. Durch die Verknüpfung der gesteinsspezifischen und thermischen Eigenschaften sollen Fazies-Typen entwickelt werden, die Gesteine mit ähnlichen thermischen und gesteinsspezifischen Eigenschaften beinhalten.

Außerdem werden die Änderungen der thermischen Eigenschaften der oberflächennahen Gesteine in der Verwitterungszone untersucht.