Erdwärme als alternative Energie

24.06.1996 - (idw) Ruhr-Universität Bochum

Bochum, 24.06.1996 Nr. 111

Erdwaerme als alternative Energie Gesteinsphysik - Vom Laborexperiment zur Nutzung Festkolloquium zum 60. Geburtstag von Prof. Rummel

Eine bedeutende Rolle in der Energieversorgung koennte in wenigen Jahren die Erdwaerme spielen. Den Bogen von der Grundlagenforschung bis zur Praxisrelevanz spannt das internationale Festkolloquium ,Gesteinsphysik - Vom Laborexperiment zur Nutzung der Erdwaerme als alternative Energie" (Donnerstag, 27. Juni 1996, 14 h, Hoersaalzentrum Ost, HZO 80), zu dem das Institut fuer Geophysik der RUB aus Anlass des 60. Geburtstages von Prof. Dr. Fritz Rummel einlaedt. Waehrend des Kolloquiums berichten Kollegen und ehemalige Mitarbeiter von Prof. Rummel aus den USA, aus Frankreich und aus Deutschland ueber Themen, die von der Rheologie der Lithosphaere bis zum europaeischen Pilotprojekt zur Nutzung der Erdwaerme reichen. Die Medien sind herzlich willkomen. Programm siehe unten.

Bedeutung von Gesteinen

Physikalische Eigenschaften von Gesteinen, insbesondere Verformungs- und Brucheigenschaften, bestimmen einerseits den Ablauf aller geowissenschaftlichen Prozesse innerhalb der Erdkruste (so z.B. auch den Entstehungsvorgang bei Erdbeben), andererseits sind sie Eingangsparameter bei der Planung geotechnischer Bauwerke (Tunnel, Bergwerke, Endlager) und Messgroessen fuer die Erschliessung von tiefen Rohstofflagerstaetten, zu denen auch die Gewinnung von Erdwaerme als alternativer Energiequelle zaehlt.

Von Thermalbaedern bis zum Hot-Dry-Rock

Erdwaerme aus Hydrothermal-Systemen wird heute zur Stromerzeugung (8.000 MW) und fuer Heizzwecke und Prozesswaerme (ca. 20.000 MW) weltweit in Gebieten mit besonderen geothermischen Voraussetzungen des Untergrunds gewonnen. Thermalbaeder stellen vielerorts Einrichtungen mit grosser sozialer und wirtschaftlicher Bedeutung dar. In der Schweiz und in den USA werden Erdwaermesonden im flachen Untergrund zunehmend zur Raumheizung eingesetzt. Zusaetzlich stellt heisses Krustengestein ein enormes Energiepotential dar; durch Abkuehlung eines Kubikkilometers heissen Untergrunds (200oC, 5 - 6 km Tiefe) um 100oC koennte ein Kraftwerk mit einer Leistung von 30 MW fuer die Dauer von 30 Jahren betrieben und tausende von Wohnungen beheizt werden. Zur Realisierung dieser Form der Erdwaermenutzung entwickelten amerikanische Physiker das sog. Hot-Dry-Rock (HDR) Konzept mit kuenstlicher Schaffung einer Waermeaustauschflaeche und kuenstlicher Wasserzirkulation im undurchlaessigen trockenen heissen Untergrund.

RUB und die Erdwaerme in Europa

In Europa wurden vor allem durch die Arbeitsgruppe von Prof. Rummel am Institut fuer Geophysik der RUB in der Oberpfalz bei Falkenberg Grundlagenversuche zur HDR-Forschung betrieben mit Frac- und Zirkulationsexperimenten im flachen granitischen Untergrund bis einige hundert Meter Tiefe. Sie lieferten wichtige Erkenntnisse ueber natuerliche Kluftsysteme und deren Bedeutung fuer die Fluid-Zirkulation im kristallinen Untergrund. Aufbauend auf diesen Erfahrungen wurde 1987 das europaeische HDR-Projekt an der Lokation Soultz-sous-Forèts im Oberrheingraben im Elsass ca. 60 km noerdlich von Strassburg in Angriff genommen. Dieses Projekt soll die wirtschaftliche HDR-Nutzung im Oberrheingraben von Basel bis Frankfurt nachweisen.

Zukunft der Erdwaerme

Es erfordert allerdings einen langen Atem, um von einer prinzipiellen Feasibility-Studie zu einer praktischen Umsetzung zu kommen. Die Entwicklung eines Kohlevorkommens erfordert ca. 1 Jahrzehnt, die Entwicklung der Kernkraft dauerte ein halbes Jahrhundert, die Nutzung geothermischer Energie koennte in 50 Jahren eine bedeutende Rolle bei der Energieversorgung spielen. Hierzu hat die Arbeitsgruppe Rummel einen signifikanten Beitrag geleistet. In Zukunft muss allerdings auch die Energieindustrie Engagement und Vertrauen als Partner der Geophysik bei der Entwicklung dieser Zukunftstechnologie zeigen.

Bochumer Pruefmaschinen

Mit Hilfe der seit 1970 an der RUB entwickelten servohydraulischen Pruefmaschinen und Versuchssteuerung wurde fuer die Untersuchung von physikalischen Eigenschaften von Gesteinen eine in den Geowissenschaften einzigartige Palette von Testmoeglichkeiten geschaffen. Sie erlauben insbesondere die Untersuchung von Langzeitdeformations- und Bruchprozessen bei Umschliessungsdrucken bis 4GPa und Temperaturen bis 1.200oC, die den Bedingungen bis 200 km Tiefe in der Lithosphaere entsprechen.

Programm

Begruessung, Prof. Dr. Hans-Peter Harjes (RUB)

Laudatio, Prof. Dr. Dr. h.c. Lothar Dresen (Dekan der Fakultaet fuer Geowissenschaften der RUB)

Prof. Dr. Ch. Fairhurst, University of Minnesota, USA: Rock failure in ,simple compression" - but it is not so simple. Reflections on developments in understanding and assessment of rock strength over the past 30 years

Dr. W. Mueller, DMT Essen: Numerische Modellverfahren in der Geotechnik. Berufspraxis eines Geophysikers

Dr. E. Rybacki, GFZ Potsdam und Dipl.-Geophys. J. Renner, RUB: Zur Rheologie der Lithosphaere - Beitraege aus Laborversuchen

Dr. J. Baumgaertner, Socomine-Frankreich und Dr. R. Jung, BGR Hannover: Das Europaeische Hot-Dry-Rock Projekt in Soultz-sous-Forets: Ergebnisse und Visionen