Modellierung zeigt, das HDR-Kraftwerk ist machbar

Weiterer wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Geothermischen Stromerzeugung. Industriepartner zuversichtlich.

Um den ständig aus der Tiefe unseres Planeten an die Oberfläche drängenden Wärmestrom in elektrischen umwandeln zu können, ist man bislang noch auf natürliche Heißwasserressourcen oder Dampflagerstätten angewiesen. Was macht man aber dort, wo der kochendheiße Untergrund kaum Wasser enthält oder gar im wahrsten Sinne des Wortes knochentrocken ist? Im schwäbischen Bad Urach ist man dabei den Beweis anzutreten, dass auch dieses ungeheure Potenzial für eine nachhaltige und klimaschonende Energieversorgung erschlossen werden kann.

Zum Einsatz kommt das sogenannte Hot-Dry-Rock(HDR)-Verfahren. Dabei werden die im Untergrund vorhandenen Risse und Klüfte mit hydraulischem Druck aufgeweitet, um damit ausreichend Wasser hindurchfließen kann, dass sich in der Tiefe erhitzt, um an der Oberfläche eine Turbine anzutreiben. Im Untergrund wird ein Kluftnetzsystem aufgebaut, das wie ein riesiger unterirdischer Wärmetauscher genutzt werden kann. Für die von den Stadtwerken in Bad Urach koordinierten Arbeiten hatte das Bundesumweltministerium Forschungsmittel in Höhe von 6,5 Mio. Euro aus seinem Zukunfts-Investitions-Programm zur Verfügung gestellt.

Den gesamten Sommer wurden von dem internationalen Team um Projektleiter Helmut Tenzer sogenannte Stimulationstests durchgeführt, um im Untergrund, in 4000 m Tiefe und mehr , ein geeignetes Kluftnetz zu schaffen. Das Kristallingestein dort unten ist fast Wasser undurchlässig und es mussten also in einem definierten Umfang Fließwege geschaffen werden, durch die bald in ausreichenden Mengen Wasser gepresst werden kann, dass sich in der Tiefe erhitzt, um an der Oberfläche eine Turbine anzutreiben. Bereits Ende September, als die Ergebnisse der Stimulationstests des Sommers vorlagen, war man in Bad Urach über den Erfolg begeistert gewesen:

Zwischen 3400 und 4400 m Tiefe konnten durch gezieltes Verpressen von Wasser und mit neuentwickelter Konzeption vorhandene Risse und Klüfte soweit geöffnet werden, dass pro Sekunde bis zu 50 Liter durch das entstandene Risssystem geschickt werden konnten. Fast 800 m in Nordwest und 800 m in Südostrichtung breitet sich nun das durch die Arbeiten das geschaffene Reservoir als riesiger Wärmetauscher aus. Die Ränder des Bereichs sind für Wasser nahezu undurchlässig geblieben. Damit waren die Ausgangsbedingungen für die erforderliche Zirkulation zwischen zwei Bohrungen erreicht worden. Dort unten herrschen Temperaturen von 160 – 175 °C. Daraus sollen bald in einer ersten Ausbaustufe ca. 1 MW elektrisch erzeugt werden.

Bevor aber die zweite Bohrung niedergebracht werden kann, musste das spätere Verhalten des erschlossenen Speichers noch einmal am Computer nachvollzogen, d. h. modelliert werden: Ist auf Grund der vorhandenen Datenlage zu erwarten, dass ein stabiles Netz von Rissen entstanden ist, das die Gewähr für eine dauerhafte Produktion ermöglicht?

Was die Wissenschaftler dann am Computer entwickelten ergab ein eindeutiges Bild: „Unsere technische Herangehensweise wurde durch die Ergebnisse voll bestätigt,“ freute sich Ralph Weidler vom beteiligten Spezialisten Q-con aus Kapellen. „Wir waren alle sehr gespannt, aber die Modellrechnungen bestätigen die Richtigkeit des eingeschrittenen Wegs.“ Derzeit untersucht Q-con mit neuen Methoden und auf der Basis der seismischen Daten der Testarbeiten die Fließrichtung des Wassers im Reservoir. Diese bietet eine wesentliche Entscheidungshilfe bei der Festlegung des Endpunktes (Landepunktes) der geplanten zweiten Bohrung .

In Bad Urach befasst man sich seit vielen Jahren mit der Entwicklung des HDR-Technik. Genutzt für die jetzigen Arbeiten wird eine Forschungsbohrung, die bereits in den 90er Jahren auf 4445 m vertieft worden war. Seinerzeit war durch eine Havarie Bohrgestänge (ein sogenannter Fisch) im Bohrloch verblieben. Nicht von den Urachern selbst, aber von einigen Fachleuten war die Befürchtung geäußert worden, dieser Umstand könnte bei einem späteren Betrieb ein Hindernis darstellen. Die Ergebnisse gaben dann den Urachern recht. Die Tests lieferten den eindeutigen Beweis: ein bisschen „Fisch“ hält das Wasser nicht auf.

Inzwischen hat der für die Betreuung des geothermischen Teils des Zukunfts-Investitionsprogramms zuständige Projektträger PTJ Jülich dem Uracher Team das erfolgreiche Erreichen ihres Meilensteins bestätigt und seine Zustimmung für die weiteren Maßnahmen gegeben. Der Erfolg hat sich schnell herumgesprochen: Auch aus der Fachwelt laufen inzwischen von überall her die Glückwünsche ein.

Die Arbeiten für die zweite Bohrung, mit einer Tiefe von ca. 4500 – 4600 Metern, sollen nun im Frühjahr 2003 aufgenommen werden.

Bedingung für die Bewilligung der Fördermittel war auch die Errichtung eines Kraftwerks nach erfolgreichem Abschluss der Forschungsarbeiten. Übertage soll dann eine erste Pilotanlage geothermischen Strom erzeugen. Wenn jetzt die noch notwendigen Maßnahmen forciert vorangetrieben werden können, d. h. das Zirkulationssy-stems mit zwei Bohrungen möglichst rasch und erfolgreich installiert werden kann, könnte mit dem Bau der oberirdischen Teile des Kraftwerks Ende nächsten Jahres begonnen werden. Diese sind dann nicht mehr Bestandteil des Forschungsprogramms. Wegen der guten Ergebnisse der bisherigen Arbeiten zeigten sich aber auch die Industriepartner zuversichtlich, bald zu einer geothermischen Stromversorgung in Bad Urach kommen zu können.

Generelle Informationen zum Gesamtvorhaben finden Sie auf der Projekthomepage der Stadtwerke Bad Urach, weitere Informationen zu allen Bereichen der Geothermie auf der Homepage der Geothermischen Vereinigung „Unser Energischer Planet“, beide im Internet-Portal www.geothermie.de Wenn sie auf dem laufenden bleiben möchten, können sich in den Verteiler unseres Email-Newsletters geothermie.de aufnehmen lassen, das Sie in Schlagzeilen kurz über die aktuellen Themen der Homepage und aktuelle Entwicklungen aus dem Bereich der Geothermie versorgt.