Start-up will mit Mikrowellen kilometerweit in die Erde bohren
Ein US-Start-up will mit Millimeterwellen kilometerweit in die Erde bohren und extrem heißes Gestein für Geothermie nutzbar machen.
Quaise Energy setzt auf Millimeterwellen statt Bohrmeißel. Das Ziel: Superhot-Geothermie aus mehreren Kilometern Tiefe.
Foto: Quaise Energy
In Texas testet Quaise Energy eine Bohrtechnik, die dort ansetzen soll, wo klassische Bohrmeißel an ihre Grenzen kommen. Das Unternehmen will hartes Gestein in großer Tiefe nicht mechanisch zerkleinern, sondern mit Millimeterwellen abtragen. So soll ein Zugang zu extrem heißen Gesteinsschichten entstehen, die heute oft nur schwer wirtschaftlich erreichbar sind. Genau dort liegt die Wärme, aus der Quaise künftig Strom für leistungsstarke Geothermiekraftwerke gewinnen will.
Für diesen Schritt hat das Unternehmen nun frisches Kapital eingesammelt. Quaise meldet den ersten Abschluss seiner Serie-B-Finanzierung über 134 Mio. $. Angeführt wurde die Runde von Prelude Ventures. Strategisch beteiligt sind unter anderem JERA und Idemitsu, zwei große Energieunternehmen aus Japan. Insgesamt kommt Quaise damit bislang auf 230 Mio. $. Das Geld soll vor allem in das Projekt „Obsidian“ in Oregon und in die weitere Entwicklung des Millimeterwellen-Bohrsystems fließen.
Inhaltsverzeichnis
Warum Quaise tiefer bohren will
Geothermie wird seit Jahrzehnten genutzt. Das Problem liegt meist nicht darin, dass unter der Erde zu wenig Wärme vorhanden wäre. Entscheidend ist, ob sich diese Wärme technisch und wirtschaftlich erreichen lässt. An vielen Standorten liegt heißes Gestein zu tief, ist zu hart oder befindet sich in geologischen Formationen, die mit heutiger Bohrtechnik nur schwer erschlossen werden können.
Genau hier setzt Quaise an. Das Unternehmen nutzt ein Verfahren, das am Massachusetts Institute of Technology entwickelt wurde. Gestein soll dabei nicht mit einem Bohrmeißel zerkleinert, sondern mit elektromagnetischer Energie abgetragen werden. Quaise spricht von einem Millimeterwellen-Bohrsystem, das auch in großen Tiefen und bei hohen Temperaturen arbeiten soll. Ziel sind Bohrungen von mehr als 5 km Tiefe und Gesteinstemperaturen von 300 °C bis 500 °C.
Wichtig ist die technische Einordnung: Gemeint sind nicht Mikrowellen im Alltagsverständnis, sondern Millimeterwellen. Sie liegen im elektromagnetischen Spektrum zwischen Mikrowellen und Infrarotstrahlung. Erzeugt werden sie von einem sogenannten Gyrotron, einer Hochleistungsquelle, die unter anderem aus der Fusionsforschung bekannt ist. Nach Angaben der MIT Energy Initiative geht die Idee, Gyrotrons für Geothermiebohrungen zu nutzen, auf Paul Woskov vom Plasma Science and Fusion Center des MIT zurück.
Bohren ohne Kontakt zum Gestein
Das Quaise-System ist nicht als vollständiger Ersatz für klassische Bohrtechnik gedacht. Es soll dort ansetzen, wo konventionelle Verfahren an ihre Grenzen kommen.
Der Ablauf sieht nach Angaben des Unternehmens so aus: Zunächst wird mit herkömmlicher Rotationstechnik gebohrt. Das ist in den oberen Gesteinsschichten erprobt und wirtschaftlich sinnvoll. Erst wenn das harte Grundgebirge erreicht ist, sollen die Millimeterwellen übernehmen.
Dafür nennt Quaise drei zentrale Komponenten:
- ein Gyrotron an der Oberfläche, das die Millimeterwellen erzeugt,
- Rohre aus der Öl- und Gasindustrie, die als Wellenleiter dienen,
- ein Gasstrom, der abgetragenes Gesteinsmaterial aus dem Bohrloch nach oben transportiert.
Der mögliche Vorteil liegt in der Tiefe. In hartem kristallinem Gestein verschleißen Bohrmeißel schnell. Jeder Werkzeugwechsel kostet Zeit und treibt die Bohrkosten nach oben. Ein kontaktloses Verfahren könnte diesen Engpass verringern. Offen ist aber, ob das System auch über mehrere Kilometer Tiefe zuverlässig arbeitet.
Einen ersten Feldtest hat Quaise bereits vorgelegt. Nach Unternehmensangaben bohrte das Unternehmen 2025 an seinem Standort in Zentraltexas mehr als 100 m durch Granit. Die MIT Energy Initiative nennt für den Test eine Bohrung von 118 m und berichtet von einer öffentlichen Demonstration in Marble Falls, Texas. Dort habe Quaise sehr hartes Gestein mit einer Rate von bis zu 5 m pro Stunde gebohrt.
Für die Technologie ist das ein relevanter Schritt. Ein Nachweis für ein kommerzielles Tiefengeothermie-Kraftwerk ist es aber noch nicht. Quaise schreibt selbst, dass das System in Zentraltexas nun in Richtung 1 km Tiefe voranschreitet. Das spätere kommerzielle Ziel liegt deutlich darüber: Das Unternehmen nennt Bohrungen von mehr als 5 km Tiefe.
Was Superhot-Geothermie leisten soll
Quaise zielt auf sogenannte Superhot-Geothermie. Das U.S. Department of Energy nutzt diesen Begriff für geothermische Ressourcen mit Temperaturen von mehr als 375 °C. In diesem Bereich kann Wasser besonders viel Wärme aufnehmen und an die Oberfläche transportieren. Dort lässt sich die Energie zur Stromerzeugung nutzen.
Der entscheidende Punkt ist also nicht allein die Tiefe, sondern vor allem die Temperatur. Je heißer das erschlossene Gestein ist, desto mehr Energie kann eine Bohrung potenziell liefern. Genau darin liegt der Reiz der Superhot-Geothermie: Sie könnte deutlich höhere Leistungsdichten erreichen als klassische Geothermieanlagen mit niedrigeren Temperaturen.
Quaise sieht darin die Grundlage für Geothermiekraftwerke mit deutlich größerer Leistung. Gleichzeitig bleibt der technische Abstand groß. Das DOE weist darauf hin, dass heutige Geothermietechnologien unter den extremen Bedingungen solcher Superhot-Ressourcen noch weitgehend ungetestet sind. Für den Schritt in den industriellen Maßstab braucht es deshalb weitere Technologieentwicklung und Demonstrationsprojekte.
Project Obsidian soll in Oregon entstehen
Das zentrale Vorhaben von Quaise heißt „Obsidian“ und liegt in Central Oregon. Dort will das Unternehmen zeigen, dass sich Superhot-Geothermie nicht nur auf Testfeldern demonstrieren lässt, sondern auch als Kraftwerksprojekt.
Nach Angaben von Quaise soll die Anlage zunächst 50 MW liefern. Später ist ein Ausbau auf 250 MW vorgesehen. Der kommerzielle Betrieb soll 2030 starten. Auf der Projektseite beschreibt Quaise Obsidian als kommerzielle Anwendung eines Superhot Enhanced Geothermal Systems. Gebohrt werden soll mit einer Kombination aus klassischer Bohrtechnik und dem eigenen Millimeterwellen-System.
Die Genehmigungsunterlagen wirken allerdings deutlich nüchterner als die Unternehmensdarstellung. Das Bureau of Land Management hat für Quaise einen Geothermal Drilling Operations Plan geprüft. Darin geht es zunächst um geophysikalische Untersuchungen, den Bau eines Bohrplatzes, Zufahrten, eine geothermische Bestätigungsbohrung, zwei Lagerflächen und zwei Frischwasserbrunnen. Laut BLM ist die veröffentlichte Entscheidung ein Zwischenschritt im Genehmigungsprozess. Weitere Genehmigungen für Bohrarbeiten sollen folgen.
Quaise beschreibt also bereits das Zielbild eines kommerziellen Superhot-Geothermiekraftwerks. Der formale Projektstand zeigt aber: Zunächst geht es um Erkundung, Ressourcennachweis und die Vorbereitung weiterer Bohrschritte. Erst danach entscheidet sich, ob aus Obsidian tatsächlich ein Kraftwerk wird.
Ein heißes Bohrloch reicht nicht
Mit der Bohrung allein ist es allerdings nicht getan. Ein heißes Loch im Untergrund macht noch kein Geothermiekraftwerk. Entscheidend ist, ob sich die Wärme dauerhaft an die Oberfläche bringen lässt.
Dafür braucht es ein funktionierendes Reservoir. Wasser muss in der Tiefe durch heißes Gestein strömen, dort Wärme aufnehmen und anschließend wieder nach oben gelangen. Bei Enhanced Geothermal Systems wird dazu Flüssigkeit in den Untergrund gepresst. Sie soll vorhandene Risse öffnen oder neue Durchlässigkeiten schaffen. Erst wenn Wasser durch das Gestein zirkulieren kann, lässt sich die Wärme technisch nutzen. Das DOE beschreibt genau diesen Prozess als Kernprinzip solcher Systeme.
Damit rücken weitere Fragen in den Mittelpunkt: Wie gut lässt sich das Kluftsystem kontrollieren? Bleibt die Zirkulation über Jahre stabil? Welche Mineralien fallen aus, wenn das heiße Wasser an die Oberfläche kommt? Und wie verhalten sich Zementierungen, Rohre, Dichtungen und Sensorik bei solchen Temperaturen?
Die Clean Air Task Force nennt deshalb nicht nur die tiefe Bohrtechnik als Entwicklungsfeld. Ebenso wichtig sind Reservoirentwicklung, Hochtemperaturwerkstoffe und Verfahren, mit denen sich vorhandene Klüfte kontrolliert nutzen lassen.
Warum Energieunternehmen einsteigen
Dass JERA und Idemitsu bei Quaise einsteigen, ist kein Zufall. Beide Unternehmen investieren nicht in ein fertiges Standardprodukt, sondern in eine Technologieoption. Der Reiz liegt auf der Hand: Geothermie liefert Strom unabhängig von Wetter und Tageszeit. Für Stromnetze, in denen Wind- und Solarstrom eine immer größere Rolle spielen, kann das ein wichtiger Baustein sein.
Genau deshalb ist Quaise für Energieunternehmen interessant. Das Start-up will Geothermie aus ihrer bisherigen Begrenzung lösen. Heute funktioniert sie vor allem dort gut, wo die Geologie passt. Quaise will den Zugang zu heißem Gestein so verändern, dass deutlich mehr Standorte infrage kommen.
Bis dahin ist der Weg allerdings weit. Mehr als 100 m Granitbohrung sind ein wichtiger Feldnachweis. 1 km wäre der nächste Schritt. Für ein wirtschaftliches Kraftwerk braucht es aber mehrere Kilometer tiefe Bohrungen, ein belastbares Reservoir und eine Kraftwerkstechnik, die mit hohen Temperaturen, Druck, Mineralien und aggressiven Fluiden umgehen kann.
Quellen und weiterführende Informationen
- Quaise Energy / Business Wire: Serie-B-Finanzierung über 134 Mio. $, Investoren, Project Obsidian, Bohrziele und Teststand in Texas
Zur Mitteilung - Quaise Energy: Unternehmensseite mit Angaben zur Technologie, zum Gyrotron-Bohrsystem und zu Project Obsidian
Zur Unternehmensseite - Project Obsidian: Projektseite mit Angaben zum Standort in Oregon, zur geplanten Leistung und zum Zeitplan
Zur Projektseite - MIT Energy Initiative: Hintergrund zur MIT-Technologie, zum Gyrotron-Ansatz und zum Feldtest in Texas
Zum Hintergrundbericht - U.S. Department of Energy: Einordnung von Enhanced Geothermal Systems und Superhot-Geothermie
Zur DOE-Übersicht - U.S. Department of Energy: Forschungsstand zu Superhot-Rock-Geothermie und technischen Herausforderungen
Zum Fachbeitrag - Bureau of Land Management: Projektunterlagen und Genehmigungsstand zu Quaise Energy / Project Obsidian Geothermal Drilling Operation
Zu den Projektunterlagen - Clean Air Task Force: Überblick zu Superhot-Rock-Geothermie, Potenzial und technischen Entwicklungsfeldern
Zur Analyse
Ein Beitrag von:
