Stromerzeugung mit der Wärme der Erde
Bis vor Kurzem wurde mit geothermischer Technologie die Wärme genutzt, die tief im Boden in Regionen mit ausreichenden Wasservorkommen und genügender Gesteinsdurchlässigkeit vorhanden war, um einfach Energie zu erzeugen. Dank des sogenannten hydraulischen Pumpens können nun verbesserte geothermische Systeme (enhanced geothermal systems, EGS) in Gebieten eingesetzt werden, die vorher nicht zur Gewinnung von Erdwärme geeignet waren. Beim hydraulischen Pumpen wird mit Hochdruck Wasser in das Gestein eingepresst, wodurch ein Risssystem im Untergrund entsteht, das die Durchlässigkeit verbessert. Das freigelegte Wasser fließt dann durch das Gestein, nimmt Wärme auf und wird wie bei natürlich vorkommenden hydrothermischen Systemen wieder an die Oberfläche geleitet. Die Wärmeenergie kann in Elektrizität umgewandelt und das nun abgekühlte Wasser erneut in die Erde gepumpt werden, wodurch ein geschlossener, nachhaltiger und effizienter Kreislauf entsteht. Eine der potenziellen Schwierigkeiten mit EGS besteht in der hervorgerufenen seismischen Aktivität. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts ''Geothermal engineering integrating mitigation of induced seismicity in reservoirs'' (GEISER) untersuchten europäische Wissenschaftler Methoden zur Abschwächung der seismischen Aktivität. Verfahren wurden eingesetzt, um die durch hydraulische Stimulation gebildeten Fließwege der Flüssigkeiten abzubilden. Die Wissenschaftler untersuchten frühere Stimulationsexperimente sowie derzeit betriebene Standorte. Die Daten ergaben, dass die intensivsten seismischen Ereignisse häufig nur Stunden oder Tage nach Ende der Pumpvorgänge eintraten. In vielen Projekten konnte eine Verbindung zwischen der zugeführten Energie und der seismischen Energie belegt werden, was den Weg zu Abschwächungsstrategien mit Ansätzen zur "sanften Stimulierung" wies. Außerdem war die seismische Aktivität bei Sedimentgestein in vielen Fällen geringer als an Stellen mit Zugang zu Wasserreservoirs. Erstmals sind Gleichungen zur Vorhersage der Bodenbewegung verfügbar, die speziell an Geothermie-Standorte angepasst sind. Das Team entwickelte auch einen umfassenden Rahmen zur Bewertung der Erdbebengefahr und der Risiken im Zusammenhang mit EGS. Er kann während der gesamten Erkundung und Produktion eingesetzt werden, um Gefahren zu erkennen und unerwünschte Effekte während des Betriebes abzuschwächen. Eine Kosten-Nutzen-Analyse, die Erkundung und Produktion abdeckt, wird Interessengruppen ermöglichen, Interessen und Risiken genau zu beurteilen. Die Wissenschaftler haben eine empfohlene Strategie ausgearbeitet, um die öffentliche Befürwortung von EGS zu verbessern. Dies sollte die Ausnutzung dieser erneuerbaren, emissionsfreien Quelle für elektrische Energie fördern.
Schlüsselbegriffe
Geothermie, Erdwärme, hydraulisches Pumpen, verbesserte geothermische Systeme, seismische Aktivität, Stimulation, Injektion, Bodenbewegung, Gleichungen
