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Heißer Untergrund am Oberrhein: Mit einem 5000-Meter-Loch in die Zukunft der Energieversorgung.

29.11.2002 - (idw) Geothermische Vereinigung e.V.

Erfolgreicher Abschluss der 2. Tiefbohrung am Europäischen Hot-Dry-Rock-Forschungsprojekt in Soultz-sous-Forêts.

Eigentlich ist unser Planet ein Energieverschwender. Ständig steigt Wärme aus dem Erdinnern zur Oberfläche hin auf und verschwindet letztendlich im Weltraum, täglich mehr als das 2,5fache des menschlichen Energiebedarfs. In vulkanischen Gegenden gibt es im Untergrund heißen Dampf und heißes Wasser, ohne dass sonderlich tief gebohrt werden müsste, grundlegende Voraussetzungen für eine wirtschaftliche Produktion geothermischen Stroms.

Bei uns in Mitteleuropa gibt es solche geologischen Bedingungen nicht. Wenn man allerdings tief genug bohrt, bis hinunter auf 4000 oder 5000 Meter werden auch hier Temperaturbereiche erreicht, mit denen Kraftwerke betrieben werden können. Nur fehlt es normalerweise an entsprechenden Mengen heißen Wassers, mit denen man die Energie aus der Tiefe an die Oberfläche bringen könnte. Um diese saubere und nach menschlichen Maßstäben unerschöpfliche Energiequelle anzapfen zu können, musste man sich also etwas einfallen lassen.

Seit Ende der 80er Jahre arbeitet im elsässischen Soultz-sous-Forêts, auf der französischen Seite des Oberrheingrabens, ein internationales Forschungsteam mit großem Erfolg an einer Technologie, dieses Reservoir für die menschliche Nutzung zu erschließen. Hot-Dry-Rock (HDR) heißt das Schlagwort für diese neue klimaschonende und umweltfreundliche Kraftwerksgeneration.

Über Bohrungen wird der Untergrund erschlossen, zwischen den Bohrungen liegende Klüfte und Risse werden kontrolliert zu einem System von Fließwegen aufgeweitet. Hindurchgepresstes Wasser erhitzt sich im Gestein dieses unterirdischen Wärmetauschers und treibt an der Oberfläche eine Turbine an. Dabei kühlt es aus und wird in die Tiefe zurückgeschickt, um erneut Wärmeenergie aufzunehmen. Zwischen der Oberfläche und dem Wärmetauscher im Untergrund wird also ein Kreislaufsystem betrieben, mit dem immer wieder neue Wärmeenergie an die Turbine gebracht werden kann. So einfach das Prinzip klingt, so schwierig war es, die geologischen und technischen Voraussetzungen dafür zu schaffen. Dass ein solches HDR-System funktioniert, hat das Team in Soultz inzwischen bewiesen.

Bereits in den Jahren von 1994 bis 1996 wurde am Standort im Elsass in etwa 3500 m Tiefe ein rund 3 km2 großes Riss- und Kluftnetzsystem erzeugt. In der anschließenden Testphase wurde über vier Monate Wasser mit einer Fließrate von 25 kg/s durch den unterirdischen Wärmetauscher gepresst, dass die Oberfläche dann mit 140 °C erreichte, was einer thermischen Dauerleistung von 10-11 Megawatt entsprach. Erstmals wurde damit in Mitteleuropa geothermischer Dampf produziert.

Bis man soweit war, musste man sich zunächst präzise Informationen über die Verhältnisse im Untergrund verschaffen, Konzepte, Programme und Werkzeuge entwickeln, damit zukünftig kommerzielle Kraftwerke zu definierten Rahmenbedingungen ihren Betrieb aufnehmen können. All diese Aktivitäten wurden und werden u. a durch die Europäische Union, Frankreich und Deutschland finanziert.

Ziel der Arbeiten der letzten beiden Jahre war es dann aber, erfolgreich in Tiefen vorzudringen, die sich besonders gut für einen wirtschaftlichen Kraftwerksbetrieb eignen. In Mitteleuropa geht es dabei um Bereiche von rund 5000 Metern , in denen Temperaturen von ca. 200 °C angetroffen werden.

Bereits im Jahr 2000 war eine erste Bohrung vorangetrieben, und danach der erste Teil des Wärmetauschers geschaffen worden. Das nun fertiggestellte zweite, ebenfalls 5000 Meter tiefe Loch hat erfolgreich Anschluss an das unterirdische Kluftnetzsystem gefunden und damit das weltweit tiefste künstliche Zirkulationssystem geschaffen. Bohrbeginn war der 25. Juni 2002. Innerhalb von 158 Tagen sollte der Endpunkt erreicht werden, ein ehrgeiziges Ziel. Am 13. November 2002 war man am Ziel, rund 5091 Meter tief und zwei Wochen früher als geplant.

Als reines wissenschaftliches Forschungsvorhaben hatte man begonnen, aber bereits früh das Interesse der Industrie geweckt. Die derzeitigen Arbeiten wurden daher auch von der Europäischen Wirtschaftlichen Interessenvereinigung "Wärmebergbau" (EWIV Wärmebergbau) durchgeführt, zu der sich eine Reihe von Unternehmen zusammengeschlossen haben, die in der HDR-Technologie eine Chance und Option für die Zukunft sehen. Zur EWIV gehören die EdF & Electricité de Strasbourg S. A. (Frankreich), die Pfalzwerke AG (Deutschland), ENEL Green Power S. p. A. (Italien). Shell Exploration & Production B. V. (Niederlande) sowie der deutsche Geothermie-Spezialist BESTEC GmbH, der die Geschäftsführung des Konsortiums ausübt.

Im kommenden Jahr wird das System durch eine dritte Tiefbohrung komplettiert. In 2004 folgt dann eine Testzirkulation zwischen allen drei Bohrungen. Dann kann es an Bau 6 MW Pilotkraftwerkes gehen.

Zusätzliches Material und einen Bilderdienst finden Sie unter www.geothermie.de (Startseite bzw. unter der selben URL auf der Homepage "Unser energischer Planet").

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