Energiequelle aus den Tiefen der Erde 29.06.2022, 07:00 Uhr

Klimaneutrale Kohle- oder Gaskraftwerke – Geothermie macht’s möglich!

Ein Forscher des MIT beschäftigt sich seit Jahren mit einem speziellen Bohrverfahren, das geothermische Brunnen erschließen soll. Die Idee dahinter: Bestehende Gas- und Kohlekraftwerke könnten auf den Einsatz fossiler Brennstoffe verzichten und wären durch den Einsatz von Geothermie nahezu klimaneutral.

Erde im Querschnitt

Je tiefer man in Erdschichten vordringt, desto heißer wird es dort. Diese Temperaturen könnten in Kraftwerken genutzt werden.

Foto: Panthermedia.net/Vadarshop

Paul Woskov arbeitet als Forschungsingenieur am Plasma Science and Fusion Center des Massachusetts Institute of Technology (MIT). Seit rund 14 Jahren erforscht er einen besonderen Ansatz. Sein Ziel: Die Energieerzeugung klimaneutraler zu gestalten. Von seiner Idee war auch Carlos Araque überzeugt. Der technische Direktor des MIT-Investmentfonds The Engine gründete zusammen mit Matt Houde das MIT-Spinout Quaise Energy. Das Unternehmen hat sich ein ehrgeiziges Ziel gesetzt: Bis 2026 soll eine Pilotbohrung die erste Energie aus den tiefen Schichten der Erde liefern.

Großenergiespeicher an früheren Kraftwerksstandorten

Die Idee für das spezielle Bohrverfahren stammt von Forscher Paul Woskov. Er hat erstmals ein Gerät namens Gyrotron verwendet. Es ist sowohl in der Forschung als auch der Fertigung seit Jahrzehnten bekannt und im Einsatz. Dieses System funktioniert mit Mikrowellen. Bis es das ehrgeizige Ziel erreicht, hat das Team noch einige Hürden vor sich. Derzeit arbeitet es daran, technische Probleme bei der Übertragung eines sauberen Strahls zu beheben und einen störungsfreien Betrieb mit hoher Energiedichte zu realisieren. Woskov sieht darin aber kein großes Problem, schließlich seien die Gyrotrons im Handel erhältlich. Er zeigt sich ebenfalls optimistisch hinsichtlich eines dauerhaften Betriebs. Denn bislang sei diese Strahlquelle noch nie rund um die Uhr im Einsatz gewesen. Da sie aber für einen langen Betrieb ausgelegt sei, gehe er davon aus, dass man die technischen Probleme in diesem Zusammenhang in einigen Jahren gelöst habe.

Geothermie: Mit Hochleistungsstrahlen in tiefe Gesteinsschichten vordringen

Gyrotrons kommen in der Forschung vor allem bei Kernfusionsexperimenten zum Einsatz. Sie helfen dabei, das Material zu erhitzen. 2008 kam Woskov erstmals auf die Idee, diese Geräte nun auch für geothermische Bohrtechnologien zu verwenden. Gyrotrons zeichnen sich vor allen durch ihre sehr starke Strahlquellen aus. Sie sind vergleichbar mit Lasern, arbeiten jedoch in einem anderen Frequenzbereich. „Ich dachte mir, warum sollte man diese Hochleistungsstrahlen nicht direkt in ein Gestein leiten und ein Loch verdampfen lassen?“, stellte sich Woskov die entscheidende Frage. Will man in der Geothermie weiter vorankommen, braucht es tiefere Bohrungen, die mit mechanischen Bohrern nicht zu schaffen sind. Denn tiefere Erdkrusten sind heißer als auch härter. Das würde herkömmliche mechanische Bohrer abnutzen.

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Energie & Umwelt Jobs
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Projektsteuerer*in (m/w/d) für Projekte in Energie, Anlagenbau und prozesstechnischer Industrie THOST Projektmanagement GmbH
verschiedene Standorte Zum Job 
BIONORICA SE-Firmenlogo
Projektingenieur Gebäudetechnik / TGA (m/w/d) BIONORICA SE
Neumarkt Zum Job 
VTG GmbH Ingenieurbüro-Firmenlogo
Projektleitung Spezialtiefbau und Rohrvortrieb (m/w/d) VTG GmbH Ingenieurbüro
Haar bei München Zum Job 
VTG GmbH Ingenieurbüro-Firmenlogo
Projektleitung Kanalbau / Wasserwirtschaft (m/w/d) VTG GmbH Ingenieurbüro
Haar bei München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern-Firmenlogo
Sachbearbeiter Wassertechnik - Gewässerschutzbeauftragter (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern
Kempten Zum Job 
ILF CONSULTING ENGINEERS GERMANY GMBH-Firmenlogo
Lead Ingenieur für Thermische Systeme (m/w/d) ILF CONSULTING ENGINEERS GERMANY GMBH
München Zum Job 
Netzgesellschaft Potsdam GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) für Automatisierung und Netzführung Netzgesellschaft Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
(Junior) Ingenieur als Projektmanager in der Hochspannung (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Leitung für Großprojekte im Bereich erneuerbare Energien (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Leitung Regionale Kooperation und Projektentwicklung (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Ingenieur*in / Architekt*in / Bauleiter*in (m/w/d) für Großprojekte der Bereiche Infrastruktur (Freileitung, Kabeltiefbau, Bahn) THOST Projektmanagement GmbH
Bremen, Hamburg, Leipzig, Göttingen, Dresden Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Consultant (m/w/d) im Projektmanagement der Energiewende THOST Projektmanagement GmbH
Bremen, Hamburg, Leipzig, Göttingen, Lübeck, Dresden Zum Job 
Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Campus Nord-Firmenlogo
Leitung der Dienstleistungseinheit Sicherheit und Umwelt (w/m/d) Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Campus Nord
Eggenstein-Leopoldshafen Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Stationsplanung (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
(Junior) Ingenieur Betriebsmitteltechnik (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Infraserv GmbH & Co. Höchst KG-Firmenlogo
Ingenieur als Betriebsleiter für die Wassergewinnung (w/m/d) Infraserv GmbH & Co. Höchst KG
Frankfurt am Main Zum Job 
Stadt Freiburg-Firmenlogo
Ingenieurin / Technikerin / Meisterin (a) Elektrotechnik als Projektleitung Stadt Freiburg
Freiburg Zum Job 
Iqony Solutions GmbH-Firmenlogo
Projektleiter:in Energietechnik (m/w/d) - FTE 1 Iqony Solutions GmbH
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Cluster Lead Betrieb Stromnetz (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
3U ENERGY PE GmbH-Firmenlogo
Projektleiter Windenergie (Junior oder Senior) (m/w/d) 3U ENERGY PE GmbH
Marburg Zum Job 

Das Unternehmen Quaise erhielt vom Energieministerium die notwendige Unterstützung, um einen größeren Gyrotron zu fertigen und damit in größeren Dimensionen zu forschen. Das Team hofft, ein Loch zu verdampfen, das zehnmal so tief ist wie die, die bei Woskovs Experimenten im Labor herauskamen. Das Ergebnis soll noch bis Ende des Jahres vorliegen. Und danach soll ein weiteres Loch verdampft werden, das erneut zehnmal so tief wie das vorherige ist. Das Team nennt das ein 100-zu-1-Loch. Ihr Ziel sei es auch, dadurch einen Prototyp einer Gyroton-Bohranlage zu entwickeln, der sich für erste Felddemonstrationen eigne.

Geothermie: Mit 500 Grad heißem Dampf könnten Kraftwerke klimaneutral werden

Die geplanten Bohrungen sollen etwa 20 Kilometer tief in die Erde gehen. Dort stoße man vermutlich auf Gesteinstemperaturen von bis zu 500 Grad Celsius. Und diese Gegebenheiten finde man wahrscheinlich an mehr als 90% aller Orte weltweit. Entscheidend dabei sei, dass sich in unmittelbarer Nähe Gas- oder Kohlekraftwerke befänden. Denn aus diesen sollen klimaneutrale Kraftwerke werden, die ihre Energie aus den tiefen Erdschichten gewinnen. Damit man nicht auf langwierige Genehmigungsverfahren Rücksicht nehmen müsse, wolle man bestehende oder sogar stillgelegte Kraftwerke nutzen. Mit den angestrebten Temperaturen sei es nach Ansicht der Forschenden möglich, beispielsweise 95% bis 100% der Kohle durch ein geothermisches Feld zu ersetzen. Denn der Dampf aus der Erde könne eine Turbine in einem Kraftwerk ebenso gut antreiben und sei dabei noch CO2-neutral.

Da die Forschenden sich die Gesetze der Physik zunutze machen, gehen sie von einer einfachen technischen Lösung aus. Die deutlich größeren Herausforderungen sehen sie deshalb eher bei den Kosten. Aber sie haben sich vorgenommen, die Energiesysteme der Welt so schnell wie möglich umzugestalten, um die Auswirkungen des Klimawandels zu begrenzen.

Mehr zum Thema erneuerbare Energien:

Ein Beitrag von:

  • Nina Draese

    Nina Draese hat unter anderem für die dpa gearbeitet, die Presseabteilung von BMW, für die Autozeitung und den MAV-Verlag. Sie ist selbstständige Journalistin und gehört zum Team von Content Qualitäten. Ihre Themen: Automobil, Energie, Klima, KI, Technik, Umwelt.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.