von Lars Schwichtenberg am 26.01.2022
SWM / STEFFEN LEIPRECHTRiesige, teure Bohrer sind für die Tiefen-Geothermie bislang nötig, ein neue Technologie könnte dies günstiger machen
Geothermie bezeichnet die umweltfreundliche Nutzung von Wärmeenergie aus dem Erdreich. Jedoch ist die hierfür verwendete Technik immer noch sehr teuer. Jetzt hat ein deutsches Unternehmen eine Technologie entwickelt, die das ändern könnte.
Die Menschheit sitzt buchstäblich auf kostenlos und unbegrenzt zur Verfügung stehender Energie in Form von Erdwärme. Unvorstellbare 6.000 Grad Celsius herrschen tief im Inneren unseres Planeten. Eigentlich also genug Potenzial, um alle Energieprobleme der Erde zu lösen. Zumindest in der Theorie. Denn die Schwierigkeit besteht darin, an diese Energie heranzukommen. Je weiter weg vom Erdkern, desto kühler wird die Erde. Etwa alle 100 Meter Richtung Erdoberfläche sinkt die Temperatur um drei Grad, berichtet FAZ.net.
Für eine noch gut nutzbare Geothermie muss mindestens ein paar Kilometer tief in die Erde gebohrt werden. Dort herrschen dann in Thermalwasser-Vorkommen immer noch 100 bis 200 Grad Celsius. Genug um die Erdwärme direkt als Heizenergie zu nutzen oder aber um per Dampfturbinen Strom zu erzeugen. In der Praxis ist es aber immer noch schwierig und aufwändig an diese Wärme heranzukommen. Es bedarf bislang hoher Investitionen, um so tief in den Erdmantel zu bohren. Dabei bleibt auch ein hohes Risiko, dass man am Ende der Bohrung keine Thermalwasser-Vorkommen findet. In 30 Prozent der Fälle stößt die erste Bohrung auf kein oder zu wenig Thermalwasser, heißt es. Eine neue Technik könnte das Problem nun lösen.
Kleine Turbine soll finanzielle Risiken bei Tiefen-Geothermie senken
Die sogenannte Tiefen-Geothermie hat das Potenzial ganze Dörfer oder Stadtteile mit Energie zu versorgen. Das macht allerdings sehr teure Bohrungen nötig. Deutlich einfacher ist da die Nutzung der oberflächennahen Geothermie in Tiefen von bis zu 400 Metern. Hier reichen schon 20 Grad aus, um das Haus oder die Wohnung via Wärmepumpe mit Energie zu versorgen.
Jetzt könnte eine neue Mikroturbine das Problem der hohen Kosten bei der Tiefen-Geothermie lösen. Die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie hat hierfür eine spezielle Mikrobohrturbine entwickelt. Mit der nur zehn Zentimeter langen und 3,6 Zentimeter breiten Mikrobohrturbine könnten Kosten- und Fündigkeits-Risiken künftig deutlich minimiert werden. „Wir wollen damit eine Technologie anbieten, die für die Geothermie geeignet und günstig ist“, sagt der Projektverantwortliche Niklas Geißler. Bisher konnte die Technik nur bis circa 400 Meter Bohrtiefe getestet werden. Am Ende der Entwicklung sollen damit bis zu 5.000 Meter möglich sein.
Neue Turbine kann fehlgeschlagene Tiefenbohrungen „retten“
Die Turbine soll dabei helfen, teure, bisher fehlgeschlagene Tiefenbohrungen zu retten. Dazu wird die Turbine in die bestehende Hauptbohrung hinabgelassen. Von dort soll sie neue, abzweigende Bohrlöcher im Umkreis von 50 Metern anlegen. Stößt die Mikroturbine dort auf Heißwasser, fließt es dank dem natürlichen Druck in die Hauptbohrung und ist von da aus voll nutzbar. „Unser System ist mobil und kommt ohne schwere Bohrtechnik aus“, so Geißler.
Die Turbine arbeitet sich mit 80.000 Umdrehungen auch durch härtesten Granit. Die Technik ist bereits aus der Ölindustrie bekannt und nennt sich „Micro Turbine Drilling“ (MTD). Für die Bohrung in harten Fels oder Gestein ist die Turbine mit einem speziellen Bohrmeißel ausgerüstet. Er besteht aus einer Wolframcarbid-Matrix, in die künstliche Diamantkörner eingearbeitet sind. 200 Liter Wasser pro Minute treiben die Turbine bei rund 100 bar Eingangsdrucks an und versetzen den Meißel in Rotation. Diese Technik ist nicht nur für Geothermie geeignet. Auch andere Projekte, die Bohrungen nötig machen, könnten davon profitieren. Beispielsweise kann sie beim Setzen von Fels- oder Tiefenankern oder beim Tunnelbau zum Einsatz kommen. Diesbezügliche Anfragen aus der Industrie lägen bereits vor.
PV-Anlage in Verbindung mit einer Wärmepumpe: Lohnt sich das?
Es lohnt sich durchaus, über eigene PV-Anlage in Kombination mit einer Wärmepumpe nachzudenken. Für eine möglichst hohe Synergie aus den Technologien sollten einige Punkte beachtet werden. Wir sagen Ihnen, worauf es ankommt und welche Anbieter passende Lösungen direkt aus einer Hand liefern.
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