Mit Satellit und Drohne auf Kontrollflug: FZN entwickelt digitales Monitoring für Gasspeicheranlagen weiter

Ein Großteil der Erdgasreserven wird in Deutschland von Energieversorgern unterirdisch gespeichert. Hierbei sind sogenannte Kavernenspeicher vor allem in Norddeutschland für die Gasversorgung und den Betrieb der Verteilnetze unverzichtbar. Entscheidend ist, dass die Sicherheit der Speicheranlagen gegenüber Defekten, Unfällen und Sabotage jederzeit gewährleistet sein muss – sowohl über als auch unter Tage. „Es kommt vor allem darauf an, Verflüchtigungen frühzeitig und zuverlässig zu entdecken, damit der Austritt von Erdgas verhindert werden kann“, erklärt Prof. Dr. Tobias Rudolph vom Forschungszentrum Nachbergbau der Technischen Hochschule Georg Agricola (THGA): „Momentan wird die Überwachung bei regelmäßigen Begehungen mit Gasdetektoren oder Befliegungen mit dem Helikopter durchgeführt, bei denen speziell ausgebildete Beschäftigte die Anlagen kontrollieren. Das ist bei den ausgedehnten Anlagen oft sehr aufwändig, personal- und kostenintensiv.“

Hier setzt das neue Projekt „KaMonSys“ an: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Forschungszentrum Nachbergbau in Bochum entwickeln in den kommenden zwei Jahren ein Monitoringsystem, mit dem sich die Sicherheit der Anlagen von Kavernenspeichern noch effizienter überwachen lässt. Sie kombinieren Satellitendaten mit Luftaufnahmen, die spezielle Drohnen einsammeln. Dazu arbeiten sie eng mit den Expertinnen und Experten der EFTAS Fernerkundung Technologietransfer GmbH in Münster zusammen. Das passende Testgelände dazu bieten die beiden Projektpartner: die Salzgewinnungsgesellschaft Westfalen mbH in Ahaus and also the Uniper Energy Storage GmbH, die unter anderem im Kavernenfeld Epe im äußersten Nordwesten NRWs solche Gasspeicheranlagen betreibt. Das Projekt „KaMonSys“ (Kavernen-Monitoring-System) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmenprogramm „Forschung für die zivile Sicherheit“ von September 2020 – August 2022 mit rund 240.000 Euro gefördert.

Ziele und Methoden
„In unserem Überwachungssystem wollen wir geowissenschaftliche Analysen mit Methoden der Fernerkundung und den Sicherheitsinformationen vom Standort selbst verknüpfen“, sagt Prof. Rudolph. Neben der ständigen Überwachung der technischen Anlagen, werten die Expertinnen und Experten die bekannten Untergrundparameter aus und kombinieren sie kontinuierlich mit Satellitendaten. Für die präzise Lokalisierung von möglichen oder erkannten Verflüchtigungen kommt dann anlassbezogen eine Drohne zum Einsatz.

Diese Drohne, eine sogenannte UAS (Unmanned Aerial System), ist mit mehreren Sensoren ausgestattet. Dazu gehört eine hochspezielle Wärmebildkamera, die austretendes Gas durch thermale Luftbilder anhand charakteristischer Temperaturunterschiede erkennbar machen soll.

Bei dieser neuen, innovativen Überwachungsmethode fallen vielfältige Daten an. Die unterschiedlichen Informationen integral zu betrachten und digital auszuwerten ist die Herausforderung für die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Ihre Erfahrungen wollen sie nachhaltig einbringen und weiternutzen, um mögliche Verflüchtigungen zeitnah wie kostengünstig zu entdecken und zu beheben.: „Die Anwendung ist zwar zunächst auf Gasspeicherbetreiber ausgerichtet“, sagt Prof. Rudolph, „mit geringem Anpassungsaufwand sind die Ergebnisse aber auch auf viele weitere Bereiche übertragbar, die mit Gasen, gastechnischen Anlagen und flüchtigen Stoffen arbeiten.“

Kombinierte Kontrolle: Satellitenbilder wie diese Luftaufnahme vom Untersuchungsfeld in Epe verknüpfen die Expertinnen und Experten mit Drohnenaufnahmen sowie Daten aus dem Untergrund.
© Sentinel-2, 20200731, 11-8-2

FKZ 13N15365

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