пещера
Каверна (от латинского Caverna «пещеры», «пустого пространства», чтобы кавус - «вдавливания», « пещеры ») в широком смысле больше, естественно (тогда синоним пещеры ) или искусственно созданный в закрытой конструкции ( „добыча“) подземная полость. В подземных горных выработках искусственно созданы все полости, которые не являются туннелями или шахтами .
Строительство пещер является рабочей областью гражданского строительства и использует методы строительства туннелей или гражданского строительства .
Примеры применения
- Каверновые электростанции
- Хранение сырой нефти и газа
- Хранение избыточной энергии с помощью возобновляемых источников энергии
- резервуары для подземных вод, например Б. G-банки
- безопасное размещение военно-технических систем и устройств
- подземные гаражи
- Авиационная пещера
- Окончательное хранение из радиоактивных материалов или токсичных отходов
Пещеры для хранения соляных куполов
В более узком смысле, каверны - это также все пещеры, искусственно вымытые из соляного купола, в котором хранится сырая нефть или природный газ . Таких пещер в Германии около 250, например B. около самого важного порта импорта нефти Вильгельмсхафен и в соляном куполе Лесум в Бремене. Пещеры здесь глубиной более 1000 м и высотой около 500 м, вместимостью около 400 000 м³ каждая (примерно диаметр около 30 м). Они используются для хранения запасов сырья, предписанных Законом о хранении нефти на период кризиса, которым управляет Ассоциация хранения нефти . Они являются частью федерального резерва сырой нефти, созданного федеральным правительством Германии в 1970 году . Другие европейские страны также все чаще используют эти возможности. Этот тип хранилища энергетического сырья также служит для уравновешивания постоянного производства, с одной стороны, и потребления энергетического сырья, которое сильно зависит от температуры наружного воздуха, времени суток и экономической ситуации, с другой.
Нефтяные пещеры
Соляные пещеры - это искусственно созданные полости в соляных куполах. Их промывают водой, и их можно использовать для хранения сырой нефти. Полученный рассол частично используется в химической промышленности. В случае каверн на севере Германии рассол обычно разбавляется водой и подается в Северное море по трубопроводам. Например, во время строительства пещер в соляном куполе Этцель возле Вильгельмсхафена рассол на внешнем нефрите был вдавлен в приливную воду. Сырая нефть заливается в каверны сверху, тем самым вытесняя рассол вниз и выводя его по трубам на поверхность. Масло плавает в рассоле; он не соединяется с рассолом или окружающей каменной солью и не размывает соляной купол. Чтобы снова вывести масло из пещеры, ее заполняют водой, которая выталкивает масло вверх, в результате чего объем полости увеличивается из-за инсоляции.
Так как хранящееся масло очень редко используется, например B. В случае серьезных перебоев в поставках увеличение объема невелико. Этот метод хранения до сих пор считался безопасным, но после инцидента в Мюнстерланде вновь стал предметом более интенсивных обсуждений.
Каверны природного газа
Пещеры также используются для хранения природного газа. Подземные хранилища природного газа используются в газовой инфраструктуре для компенсации сезонных колебаний спроса. Они образуют уравновешивающий элемент между почти непрерывными поставками природного газа из стран-производителей и сезонно сильно колеблющимся, зависящим от спроса предложением конечных потребителей. Вы также можете помочь преодолеть временные ограничения на доставку. В соляном куполе Эцель к 2020 году будет построено еще до 90 в дополнение к 20 существующим газовым кавернам. Они используются для хранения природного газа, два трубопровода из Норвегии (Norpipe и Europipe ), трубопровод Балтийского моря из России и планируемый терминал СПГ импортируется в Вильгельмсхафене в Германии. На создание каверны уходит около двух с половиной лет, на заполнение ее природным газом - полгода.
Когда каверны заполняются, природный газ сначала очищается от пыли или мелких частиц после того, как он поступает на станцию хранения. Затем он проходит через измерительную систему, которая проверяет качество газа. По трубопроводам на станции он попадает в компрессорные цеха, где электрические компрессоры мощностью около 54 МВт при необходимости повышают давление природного газа. Используемая мощность компрессора зависит от разницы давлений между каверной и трубопроводом. Компрессоры могут создавать давление до 200 бар. Нагретый за счет сжатия газ должен быть охлажден до температуры от 30 до 40 градусов Цельсия, прежде чем он будет помещен в пещеру. Как только он достигнет заданной температуры, он подается в камеру для природного газа. Во время отбора природный газ сначала осушается, поскольку он впитывает влагу из каверны. Кроме того, перед подачей в трубопровод необходимо отрегулировать давление.
Хранение энергии с использованием возобновляемых источников энергии
Помимо ископаемого топлива, такого как сырая нефть и природный газ, в будущем можно будет использовать каверны для хранения энергии ветра и солнца. Здесь также каверны служат для компенсации разницы между производством, с одной стороны, и спросом, с другой. Избыточное электричество, например, от ветряных турбин , будет храниться в пещерах путем преобразования его в носители, такие как водород или биометан. Подземные хранилища подходят для компенсации колебаний и в качестве хранилищ длительного хранения с емкостью в несколько тераватт-часов, чтобы поглощать большее количество регулярно подаваемой энергии и снова высвобождать ее по мере необходимости.
Геологическая интерпретация каверн-хранилищ соляных куполов
Знание как можно более точной геологической ситуации вдоль каждой скважины в каверне и прилегающей горной цепи является основным требованием для планирования, технического производства и безопасной эксплуатации каверн для хранения газа и нефти. Для минимизации геологического риска бурения в кавернах-хранилищах соляного купола заранее создаются 3D-модели соляного купола ( диапира ). Основная задача геологических работ - определение внутреннего строения соляного тела, т.е. ЧАС. Чтобы понять пространственное расположение различных соляных блоков, чтобы специально разработать области, в которых каменная соль , которая особенно хорошо подходит для строительства пещер, находится в самой чистой возможной форме.
С одной стороны, информация доступна для геологической интерпретации, которая собирается на этапе бурения; с другой стороны, последующий процесс рассола и объемное развитие каверны используются для регулярной проверки исходной геологической модели. Данные, собранные на этапе бурения, включают:
- на черенки , которые обрабатываются и геологически классифицированы в зависимости от глубины
- в кернах , которые взяты из различных глубин и дают прямые свидетельства о природе гор и характере существующих геологических структур
- содержание бромидов по солевому разрезу, что позволяет проводить точную статистическую классификацию пробуренных солей
- Результаты различных геофизических измерений в скважине, которые предоставляют информацию об условиях вдоль стенки скважины.
Плотность данных позволяет очень точно регистрировать фактические условия в стволе скважины на компьютере и, таким образом, очень быстро распознавать потенциальные риски и принимать соответствующие меры. В целом, эти новые интерпретирующие подходы позволяют оптимизировать концепцию использования для создания новых полей каверн. Технология используется, например, в новых скважинах на месторождении пещеры Эцель. Для построения 3D-модели соляного купола были исследованы керны и геофизические каротажные данные первых буровых кампаний в 1970–1990-х годах, которые теперь можно использовать для минимизации риска новых бурений.
Инциденты
- Утечки газа из этиленовых каверн в Тойчентале
- 28 марта 1988 года произошло падение давления в пещере, и на поверхности земли в Тойчентале на территории тогдашней ГДР образовались значительные трещины . Вылилось большое количество этилена , который, к счастью, испарился через несколько часов.
- Проседание Байу-Корн
- 3 августа 2012 года в Успенском приходе в американском штате Луизиана оседание поверхности первоначально составляло около одного гектара в результате обрушения соляной пещеры на глубине 1000 м, используемой для хранения нефти и газа.
- К июню 2014 года площадь проседания увеличилась до 10 гектаров, газ, выходящий из каверны, сжигается контролируемым образом, насколько это возможно, компанией Texas Brine , оператором каверны для хранения, примерно 700 000 м³ к февралю 2014 года. Сохраненная сырая нефть также улетучивается. 350 жителей были эвакуированы из окрестностей.
- Разлив нефти в Восточной Фризии в 2013 г.
- 17 ноября 2013 г. утечка в надземной распределительной системе в пещере Этцель привела к утечке 40 м³ сырой нефти.
- Утечка в объекте пещеры Амтсвенн / Гронау-Эпе
- Поле каверн Гронау-Эпе является одним из крупнейших хранилищ газовых каверн в мире и включает в себя несколько каверн для хранения нефти. С 12 апреля 2014 года нефть разлилась на месторождениях в разных местах. С помощью опрессовки и видеокамеры выяснилось, что трубопровод в пещере S5 протекает на глубине 217 метров. Объем разлитой нефти оценивается в 53 000 литров. Иногда животных приходилось забивать, потому что они выпили воду, содержащую масло.
литература
- Вальтер Бишофф , Хайнц Браманн, Westfälische Berggewerkschaftskasse Bochum (ред.): Маленькая горная энциклопедия. 7-е издание, Glückauf, Essen 1988, ISBN 3-7739-0501-7 .
веб ссылки
- Анимация: Создание пещеры в соляном куполе ( требуется Adobe Flash )
- Гроты в Эцеле недалеко от Вильгельмсхафена
- Эскиз нефтяной пещеры
- Трехмерный вид под землей группы пещер с пятью пещерами
- Трехмерный вид пещеры
- Информационная брошюра об объекте пещеры Эцель
Индивидуальные доказательства
- ↑ Информация о поле пещеры Эцель
- ↑ на б Габриэла Келлер: Не очень туго. В: taz.de. 8 июля 2014, доступ к 12 декабря 2014 .
- ↑ Wilhelmshavener Zeitung от 5 июня 2008 г., стр. 1 и 13
- ↑ Информационный буклет "Каверн-склад Этцель", IVG Caverns GmbH
- ↑ Die Luft - Ein Gasfeld на www.freitag.de, по состоянию на 12 февраля 2020 г.
- ↑ Нью-Йорк Таймс : Земля уступает место, и город Луизиана пытается найти свою опору , 25 сентября 2013 г.
- ↑ Ремонт после завершения нефтяной катастрофы в Гронау , по состоянию на 15 апреля 2018 г.
- ↑ Райнер Бургер, Гронау: авария на коровьем пастбище. В: FAZ.net . 5 мая 2014, доступ к 12 декабря 2014 .