350 Grad unter der Erde: Neue Geothermie-Technik sorgt für Aufsehen
Neue Geothermie-Technik erschließt 350 °C heißes Gestein tief unter der Erde. Könnte daraus eine neue Energiequelle entstehen?
Das geothermische Kraftwerk Krafla in Island nutzt die enorme Hitze des Erdinneren zur Stromerzeugung. Neue Tiefbohrtechniken könnten solche Anlagen künftig auch außerhalb klassischer Vulkanregionen ermöglichen.
Foto: picture alliance / imageBROKER | Phil Degginger
Lange bevor Menschen Windräder bauten oder Solaranlagen installierten, arbeitete im Inneren der Erde bereits eine gigantische Energiequelle. Tief unter der Oberfläche herrschen Temperaturen von mehreren Hundert Grad Celsius. Genau diese Wärme wollen Forschende und Unternehmen nun deutlich stärker nutzen als bisher. Neue Bohrtechniken machen es möglich, Regionen der Erdkruste zu erreichen, die lange als unerreichbar galten. Dort warten Gesteinsschichten mit Temperaturen von mehr als 350 °C.
Die Idee hinter Geothermie ist nicht neu. Schon heute erzeugen mehr als 40 Länder Strom aus Erdwärme. Besonders bekannt ist Island. Dort stammt rund ein Drittel des Stroms aus geothermischen Anlagen. Auch die USA und Indonesien setzen seit Jahren auf diese Technik. Trotzdem spielt Geothermie weltweit bisher nur eine Nebenrolle. Der Anteil an der erneuerbaren Stromproduktion liegt derzeit bei etwa 1 %. Das könnte sich ändern.
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Warum Geothermie plötzlich wieder interessant wird
Wind- und Solarenergie liefern nicht ständig Strom. Wenn kein Wind weht oder die Sonne nicht scheint, sinkt die Stromproduktion. Genau hier liegt der große Vorteil der Geothermie: Sie arbeitet rund um die Uhr. Wetter oder Tageszeit spielen keine Rolle. Das macht sie für Stromnetze besonders attraktiv.
Hinzu kommt ein weiterer Punkt: Moderne Geothermieanlagen benötigen deutlich weniger Fläche als große Solar- oder Windparks. Außerdem könnten sie vielerorts bestehende Kraftwerke ergänzen oder ersetzen.
Lange galt jedoch ein großes Problem als kaum lösbar: die Tiefe. Frühere Anlagen funktionierten vor allem dort, wo heiße Gesteinsschichten relativ nah an der Oberfläche lagen. Typische Standorte waren Regionen mit Vulkanen, heißen Quellen oder Geysiren. Neue Bohrtechnologien verschieben diese Grenze nun deutlich.
Bohrungen bis in 10 km Tiefe
Neue Verfahren erlauben deutlich schnellere und tiefere Bohrungen als früher. Während ältere Systeme oft monatelang arbeiteten, schaffen moderne Anlagen laut den Forschenden inzwischen Bohrgeschwindigkeiten von bis zu 30 m/h. Dadurch werden Tiefen von 5 km erreichbar. Perspektivisch könnten sogar 10 km möglich werden. In diesen Bereichen herrschen Temperaturen jenseits der 350-°C-Marke.
Dort verändert sich auch das Verhalten des Wassers. Unter extremem Druck und hoher Temperatur entsteht sogenanntes überkritisches Wasser. Dieser Zustand liegt zwischen flüssig und gasförmig. Das Wasser kann dabei wesentlich mehr Energie transportieren als normaler Wasserdampf. Forschende gehen davon aus, dass sich dadurch deutlich leistungsfähigere Geothermieanlagen bauen lassen.
Die theoretischen Zahlen klingen enorm. Laut den beteiligten Forschenden könnte bereits die Nutzung von 1 % der weltweit verfügbaren extrem heißen Gesteinsschichten ein Mehrfaches des globalen Strombedarfs decken. Solche Angaben sind allerdings rein theoretisch. Zwischen Potenzial und wirtschaftlicher Nutzung liegen enorme technische und finanzielle Hürden.
Keine Technik nur für Vulkanregionen mehr
Besonders interessant ist ein anderer Aspekt: Neue Tiefbohrungen könnten Geothermie in viel mehr Regionen ermöglichen als bisher.
Bislang galt: Ohne vulkanische Aktivität lohnt sich Geothermie oft kaum. Genau das könnte sich ändern. Die Forschungsgruppe sieht Potenziale inzwischen auch in Regionen ohne aktive Vulkane. Selbst Australien gilt plötzlich als möglicher Kandidat für großflächige Tiefengeothermie.
Auch Europa beobachtet diese Entwicklung genau. Deutschland investiert bereits seit Jahren in tiefengeothermische Projekte, besonders in Bayern und am Oberrheingraben. Gleichzeitig arbeiten Länder wie Island, die USA, Japan oder Neuseeland an sogenannten „Superhot-Geothermal“-Anlagen.
Die Probleme verschwinden nicht einfach
Trotz der Fortschritte bleibt Geothermie technisch anspruchsvoll. Tiefbohrungen kosten enorme Summen. Außerdem lässt sich der Untergrund nie vollständig vorhersagen. Temperatur, Gesteinsstruktur und Wasserführung können sich stark unterscheiden.
Hinzu kommt ein weiteres Problem: Geothermische Systeme verlieren mit der Zeit teilweise Druck und Temperatur. Werden Anlagen falsch betrieben, sinkt ihre Leistung deutlich. Die Forschenden gehen allerdings davon aus, dass gut gemanagte Systeme 30 bis 50 Jahre betrieben werden könnten.
Auch mögliche Erdbeben durch Tiefbohrungen bleiben ein sensibles Thema. Gerade in Deutschland führten geothermische Projekte in der Vergangenheit immer wieder zu Diskussionen. Moderne Überwachungssysteme sollen dieses Risiko besser kontrollieren.
Konkurrenz für Kernkraft?
Die Internationale Energieagentur sieht in moderner Geothermie großes Potenzial. Voraussetzung sei jedoch, dass die Kosten ähnlich stark sinken wie einst bei Solarenergie und Batteriespeichern.
US-Forschende halten sogar deutlich größere Ausbauziele für möglich. Sie gehen davon aus, dass Geothermie innerhalb von 25 Jahren mehr Strom liefern könnte als heutige Kernkraftwerke. Solche Prognosen gelten allerdings als ambitioniert und hängen stark von Investitionen sowie technologischen Fortschritten ab.
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