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Wichtiger Meilenstein für nachhaltige geothermische Energie

Ein durchlässiges geothermisches Reservoir, das in Granitgestein angelegt wurde, hat den Weg zur Massenstromerzeugung durch geothermische Energie in der Schweiz geebnet. Das Reservoir hat wissenschaftliche Beweise für ein neues, mehrstufiges geothermisches Stimulationskonzept geliefert, das von einem EU-unterstützten Schweizer Unternehmen patentiert wurde.

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Die kürzliche Erzeugung eines durchlässigen geothermischen Reservoirs in Granitgestein hat zu einem Durchbruch auf dem Gebiet der geothermischen Energie geführt. Obwohl die geothermische Energie großes Potenzial als erneuerbare Energiequelle hat, hat die bisherige Unfähigkeit, diese zuverlässig über geothermische Hotspots hinaus weiterzuentwickeln, deren Nutzung im großen Maßstab verhindert. Das geothermische Reservoir, das mit Unterstützung durch die beiden EU-finanzierten Projekte GEOTHERMICA (GEOTHERMICA – ERA-NET Cofund Geothermal) und DESTRESS (Demonstration of soft stimulation treatments of geothermal reservoirs) angelegt wurde, könnte den Weg zu einer nachhaltigen, großangelegten Nutzung von Erdwärme ebnen. Das durch DESTRESS-Projektpartner Geo-Energie Suisse erzeugte Reservoir hat den technischen Nachweis erbracht, dass das patentierte, mehrstufige geothermische Stimulationskonzept in Granitgestein machbar ist. Die Demonstration fand im unterirdischen Felslabor Bedretto statt, das von der Forschungsuniversität ETH Zürich betrieben wird, die ebenfalls Partner des DESTRESS-Projekts ist. Der Standort Bedretto, der in einem ehemaligen Belüftungstunnel im Sankt-Gotthard-Massiv der Schweizer Alpen etwa 1,1 km unter der Erde liegt, wird genutzt, um festzustellen, wie Erdwärme erschlossen werden könnte, ohne gefährliche Erdbeben auszulösen.

Zunächst ein Fehlschlag, dann der Erfolg

Geo-Energie Suisse entwickelte sein mehrstufiges Stimulationskonzept im Anschluss an den nicht erfolgreichen Versuch im Jahr 2006, in einem einzigen Schritt ein geothermisches Reservoir mit einem vertikalen, offenen Bohrloch anzulegen. Dieser Versuch, der in Basel stattfand, löste unerwünschte Erdbeben aus. Das geothermische Stimulationskonzept, welches das Unternehmen 2012 in der Schweiz patentierte, beinhaltet das Anlegen eines durchlässigen Reservoirs tief in einem kristallinen Grundgebirge unter Verwendung zielgerichteter Wassereinspritzungen. Wie in einem Artikel, der auf der Website „Think Geoenergy“ veröffentlicht wurde, näher erklärt wird, „wird die hydraulische Stimulation in Abschnitten und in kleinen, versetzten Schritten durchgeführt“, um das Erdbebenrisiko zu senken. „Eine Sequenz von Reservoirabschnitten wird entlang eines horizontal gebohrten Bohrlochs angelegt. Diese sind mit einem zweiten, horizontal verschobenen Bohrloch verbunden. Das Ergebnis ist ein großer unterirdischer Wärmetauscher, der zur Stromerzeugung und zur Wärmegewinnung in einem Geothermiekraftwerk genutzt werden kann“, heißt es in dem Artikel weiter. Der Erfolg der Stimulation ist ein Meilenstein in der Entwicklung von geothermischer Energie. „Es ist uns gelungen, im kompakten Granit des Gotthardmassivs mithilfe von gezielten Stimulationsmaßnahmen eine Erhöhung der Wasserdurchlässigkeit um den Faktor 10 bis 100 zu erreichen und die für die Rissbildung notwendigen Mikrobeben zu messen und zu kontrollieren“, erklärt Dr. Peter Meier, CEO von Geo-Energie Suisse, im gleichen Artikel. „Ich bin überzeugt, dass dieser Durchbruch ein zentraler Meilenstein auf dem Weg zum ersten Tiefengeothermiekraftwerk in der Schweiz ist. Dies einerseits, weil die erzielte Durchlässigkeit in einem der zwei Bohrlöcher der notwendigen Transmissivität für eine wirtschaftliche Anwendung entspricht. Andererseits, und das ist zentral, lag die mit den Stimulationen verbundene Mikroseismizität mit Magnituden von maximal -1,8 Mw auf der Richterskala rund 1 Million tiefer als damals in Basel.“ Als nächstes wird das Konzept wissenschaftlich geprüft, um in ein zukünftiges Stimulationsprogramm einzufließen, das am Standort Haute-Sorne im Kanton Jura durchgeführt wird. GEOTHERMICA hat diese Forschung durch das Projekt ZoDrEx unterstützt. Der Schwerpunkt des Projekts DESTRESS lag auf der Optimierung von Stimulationsbehandlungen bei gleichzeitiger Minimierung der Umweltauswirkungen durch entsprechende Erdbeben. Beide Projekte enden 2021. Weitere Informationen: GEOTHERMICA-Projektwebsite DESTRESS-Projektwebsite

Schlüsselbegriffe

GEOTHERMICA, DESTRESS, geothermisch, Energie, Stimulation, Reservoir

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21 Oktober 2020