Energiegewinnung aus Erdwärme

Unser Planet ist zu 99% heisser als 1000°C, doch nutzen wir diese Wärme kaum. Weltweit liegt die Energiegewinnung durch Geothermie deutlich unter 1%, was im Kontext der Energiewende und dem globalen Streben nach CO2 Reduktionen verwundern mag. Weshalb sich die Geothermie aber (noch) nicht durchgesetzt hat, lässt sich leicht durch die hohen Investitionskosten (initial) erklären. Auch das Risiko, während den Bohrungen nicht die gewünschten Bedingungen vorzufinden und das Projekt abbrechen zu müssen, helfen der Popularität von Geothermie nicht. Das bedeutet aber nicht, dass dies nicht geändert werden kann, im Gegenteil. 

Die Geothermie von heute

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Die Tiefengeothermie heutzutage funktioniert so, dass zwei Schächte bis rund 5'000 Meter vertikal in den Untergrund gebohrt werden. Diese beiden Bohrungen stehen nicht direkt miteinander in Verbindung und müssen daher über wasserführende Gesteinsschichten (Aquifere) miteinander verbunden werden. Unglücklicherweise sind diese Aquifere nicht überall vorzufinden, sodass Geothermie in vielen Regionen keine Option ist.

Stimmen die geologischen Bedingungen aber, muss das Gestein meistens mit Wasserdruck noch weiter aufgebrochen werden. Diese Methode wird Fracking genannt und verfolgt das Ziel, einen optimalen Durchfluss sicherzustellen. Fracking birgt jedoch auch Risiken. Zum einen können durch die Aufspaltung der Felsschichten starke Erdbeben ausgelöst werden, was auch der Grund war, weshalb das Geothermie Projekt in Basel (CH) abgebrochen wurde. Zum anderen besteht immer die Ungewissheit, ob das Gestein ausreichend wasserführend gemacht werden kann. Sollte dies nicht der Fall sein, wurde vergeblich gebohrt. 

Die Geothermie von morgen

Zukünftige Projekte der Tiefenwärmenutzung werden einen geschlossenen Wasserkreislauf verwenden (closed loop geothermal system) und Tiefen von bis zu 10'000 Metern erreichen. Die zusätzliche Tiefe bringt deutlich höhere Temperaturen mit sich (bis zu 300°C), wodurch mehr Energie gewonnen werden kann.  Weitere Vorteile eines geschlossenen Wasserkreislaufs sind die, dass keine Erdbeben verursacht werden und ein erfolgreiches Gelingen unabhängig von geologischen Bedingungen zu 100% garantiert werden kann. Der Grund ist simpel: Der Wärmeaustausch bei einem geschlossenen System ist nicht auf die Existenz von Aquiferen angewiesen.

Die Idee der closed-loop Geothermie ist nicht neu und wurde zum ersten Mal im Jahre 1979 von Kurt Brunnschweiler, einem ETH-Verfahrensingenieur, veröffentlicht. Zurzeit gibt es einige Start-Ups und Unternehmen, welche sich der Herausforderung der Tiefengeothermie annehmen (z.B. Eavor Ltd.). Eine der grössten Herausforderungen für diese Unternehmen stellt jedoch die Inexistenz von geeigneter Bohrtechnik dar. Aus diesem Grund sind wir von HAMMERDRUM mit grösster Motivation dabei, eine Bohrmaschine zu entwickeln, welche effizient und präzise die Tiefen erschliessen kann.  

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