Laserfusionstechnologie 15.03.2024, 13:00 Uhr

MIT-Ausgründung will Gestein verdampfen und Energie aus 20 km Tiefe nutzbar machen

Saubere Energie aus 20 Kilometern Tiefe? Ein amerikanisches Unternehmen will mit Laserfusionstechnologie in bisher unerreichte Tiefen vordringen und die dort herrschende Wärme anzapfen.

Kraftwerk Svartsengi

Das isländische Kraftwerk Svartsengi war das weltweit erste geothermische Kraftwerk zur Stromerzeugung und zur Warmwasserbereitung für die Fernwärmeversorgung.

Foto: PantherMedia / phortcach (YAYMicro)

Quaise Energy, ein Spin-off des Massachusetts Institute of Technology (MIT), will durch das Verdampfen von Gestein im Erdinneren tief gelegene geothermische Energiequellen nutzbar machen. Das Unternehmen ist zuversichtlich, dass die weltweit genutzten Tiefengeothermie-Kraftwerke rasch Energie im Terawatt-Maßstab erzeugen und dabei kohlenstoffneutrale Energie liefern können. Im Vergleich zu anderen Technologien für erneuerbare Energien soll das Verfahren nur ein Prozent der Fläche benötigen.

Geothermie als Lösung für unsere Energieprobleme?

Überall auf der Welt werden Solar- und Windenergieprojekte entwickelt, um die Netto-Null-Ziele zu erreichen. Um kohlenstofffreie Energie aus Wind und Sonne zu erzeugen, werden jedoch riesige Flächen benötigt. Land ist jedoch begrenzt und wird häufig für andere Zwecke wie Landwirtschaft, Wohnungsbau, Industrie oder einfach für Wälder genutzt, die für die Kühlung unseres Planeten unerlässlich sind.

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Geothermieprojekte hingegen benötigen wenig Platz und können große Mengen an Energie erzeugen – und zwar rund um die Uhr und unabhängig davon, ob gerade der Wind weht oder die Sonne scheint. Laut Quaise lässt sich mit einem Tiefengeothermie-Kraftwerk rund zehnmal mehr Energie erzeugen als mit herkömmlichen geothermischen Ressourcen. Es gilt: Je tiefer gebohrt wird, desto höher ist die Energieausbeute. Und genau daran hapert es in vielen Fällen.

Das Kola Superdeep Borehole ist mit 12.262 Metern das tiefste jemals von Menschenhand gebohrte Loch. Allerdings dauerte das Projekt 20 Jahre – keine Option für ein Geothermieprojekt. Quaise Energy will es deutlich schneller schaffen und sogar bis in 20 Kilometer Tiefe vordringen – noch einmal acht Kilometer tiefer als das bisherige Rekordloch. Dort herrschen Temperaturen von rund 500 Grad Celsius, und der Dampf, der dabei entsteht, ähnelt dem von kohle- oder gasbefeuerten Wärmekraftwerken. Kurzum: Mit dieser Wärme will das Unternehmen Strom erzeugen. Der Haken: Mit herkömmlicher Bohrtechnik ist das nicht möglich.

Laser des MIT sollen helfen

Um die gesteckten Ziele zu erreichen und bis in eine Tiefe von 20 Kilometern vorzudringen, greift Quaise auf die große Erfahrung des MIT bei der Entwicklung von Lasern für Kernfusionsexperimente zurück. Diese sollen für das Bohren durch Gestein modifiziert werden. In einer Pressemitteilung erklärt das Unternehmen, dass die Hochleistungs-Mikrowellen im Millimeterbereich das Gestein verdampfen. Eigentlich werden sie zum Aufheizen des Plasmas in Fusionsexperimenten verwendet.

Die ursprünglichen MIT-Experimente wurden nun um das 100-fache vergrößert, so dass noch in diesem Jahr mit Feldversuchen begonnen werden kann. Um die Kosten für den Bau neuer Kraftwerke zu senken, will Quaise bestehende Kohlekraftwerke übernehmen und umrüsten. Das heißt: Das Unternehmen will seine Technologie der tiefen Geothermie vor Ort einsetzen und so die bereits vorhandene Infrastruktur und Arbeitskräfte nutzen, um Strom zu erzeugen.

Nach Angaben der Unternehmen kommt das von ihnen entwickelte Verfahren ohne Fracking aus, wodurch die Gefahr von Erdbeben vermieden wird. Man hofft auch, dass die Bohrungen mit dieser Technik schnell durchgeführt werden können, denn mit den vorhandenen 1-MW-Kreiseln sollen die Bohrungen in 100 Tagen abgeschlossen sein. Man erinnere sich: Für das bisher tiefste Erdloch wurden 20 Jahre benötigt.

Mitsubishi unterstützt Quaise

Quaise Energy hat in einer kürzlich abgeschlossenen Finanzierungsrunde 21 Millionen US-Dollar erhalten. Auch der japanische Technologieriese Mitsubishi gehört zu den Unterstützern. Mit dem Geld will das Unternehmen die geologischen Verhältnisse durch magnetische und seismische Untersuchungen besser verstehen. Ziel ist es, optimale Standorte für Pilotprojekte zu identifizieren.

„Die Welt braucht mehr als je zuvor bahnbrechende Technologien, die reichlich kohlenstofffreie Wärme und Strom liefern können, um bis 2050 kohlenstoffneutral zu werden. Wir glauben, dass die Tiefengeothermie ein großes Potenzial hat, eine dieser Technologien zu werden“, sagte Toshiaki Nobuhara, General Manager, International Utility Dept. der Mitsubishi Corporation. „Wir fühlen uns geehrt und freuen uns, Quaise auf seinem Weg zur Verwirklichung der Tiefengeothermie zu unterstützen.“

Carlos Araque, CEO und Mitbegründer von Quaise Energy, betonte das Ziel des Unternehmens, eine nachhaltige und wohlhabende Energiezukunft für die Gesellschaft zu schaffen. Er erklärte, dass die Beschleunigung der Feldoperationen und die Sicherung der Versorgungskette dazu beitragen sollen, die tiefe Geothermie als eine wesentliche Energiequelle des 21. Jahrhunderts.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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