Einleitung

Für einen nachhaltigen Energiemix der Zukunft besteht im Stromsektor ein besonderer Bedarf an grundlastfähiger Energie aus regenerativen Energieträgern. Die Geothermie rückt dabei immer mehr in den Mittelpunkt des Interesses, denn mit geeigneten geothermischen Technologien kann bedarfsgerecht Energie aus Erdwärme in Form von elektrischem Strom, Wärme oder Kälte bereitgestellt werden. In den letzten Jahren sind erste Erfolge mit Anlagen zur geothermischen Stromerzeugung erzielt worden, die jedoch noch mit einem zu hohen Entwicklungs- und Kostenaufwand sowie standortspezifischen Problemlösungen verbunden sind.

Forschungs- und Entwicklungsansatz

Das Projekt Technologieentwicklung zur Bereitstellung von Grundlaststrom aus Erdwärme zielt deshalb auf die Lösung von Schlüsselproblemen geothermischer Stromerzeugung. Im Mittelpunkt stehen heißwasserführende geologische Systeme (im internationalen Sprachgebrauch s. g. Enhanced Geothermal Systems). Aspekte der Erkundung und Nutzung der Reservoire sowie verfahrenstechnische und energiewirtschaftliche Fragen des Betriebs geothermischer Anlagen sollen betrachtet werden. Schlüsselaufgaben sind dabei die Charakterisierung von Reservoiren, die Weiterentwicklung von Aufschluss- und Stimulationstechnologien, die Entwicklung und Erprobung neuer Messverfahren und Methoden für die Durchführung von Experimenten in Bohrungen, Materialfragen in der Komplettierung von Anlagen sowie die verfahrenstechnische Analyse von Betriebsdaten (z.B. Kraft-Wärmekopplungsanlage Neustadt-Glewe).

Projektdurchführung

Ein Teil des Vorhabens wird sich mit Langzeituntersuchungen befassen. Diese werden an einem der sich zurzeit entwickelnden Geothermiestandorte in Deutschland stattfinden. Ggfs. kann die Gelegenheit genutzt werden, dass nach dem erfolgreichen Abschluss der Stimulationsexperimente in der Forschungsbohrung Groß Schönebeck das Abteufen einer 2. Bohrung vorgesehen ist. Dort ist die Durchführung eines Kommunikationsexperimentes geplant. Das Konzept einer späteren geothermischen Nutzung sieht vor, dass die aus der Förderbohrung geförderten Tiefenwässer nach ihrer thermischen Nutzung über die Injektionsbohrung wieder in den Speicher eingeleitet werden. Das Langzeitexperiment wird zeigen, ob sich das erzeugte Risssystem zum dauerhaften Transport und Wärmeaustausch des im Untergrund vorhandenen Wassers eignet. Die nachhaltige Nutzung eines Heißwasserreservoirs setzt langfristig gesicherte Produktionsraten über die Dauer der Nutzung und den Betrieb einer Stromerzeugungsanlage voraus.

Ergebnisverwertung/ Technologietransfer

Das Projekt wird somit wichtige technologische Grundlagen für eine breitere Nutzung geothermischer Niedrigtemperaturlagerstätten liefern. Die Konzentration auf sedimentäre geothermische Lagerstätten verfolgt langfristig das Konzept, geothermische Heizkraftwerke in größerer Stückzahl anbieten zu können. Sedimentäre geologische Umgebungen sind meist Gegenden hoher Bevölkerungsdichte und - verbunden damit - einem potenziell hohen Bedarf an Wärme, die bei der Stromerzeugung mit anfällt. Das Projekt ist interdisziplinär ausgelegt und durch die Einbeziehung von Industriepartnern umsetzungsnah konzipiert. Über die Lösung der genannten Schlüsselprobleme soll der Weg zu einer planungssicheren wirtschaftlichen und zugleich umweltfreundlichen Strom- und Wärmebereitstellung geebnet werden. Erdwärme bietet dafür die entscheidenden Vorteile: sie kann saison- und tagesunabhängig gewonnen werden und damit Grund- und Spitzenlast bereitstellen.

Das Projekt baut auf den Ergebnissen des vorangegangenen Projektes Erschließung potenzieller geothermischer Speicher im Norddeutschen Becken - wissenschaftliche Grundlagen und Experimente zur Stimulation von Vulkaniten in der Geothermiebohrung Groß Schönebeck auf.