Geothermieforschung: Bund fördert Projekt am Drilling Simulator Celle mit 3,8 Millionen Euro

Das Vorhaben, das durch das Programm „Forschung für eine umweltschonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung“ gefördert wird, ist ein gemeinsames Projekt der TU Clausthal (DSC) und der TU Braunschweig (Institut für Dynamik und Schwingungen). Von der Gesamtförderung entfallen drei Millionen Euro direkt auf die Technische Universität Clausthal bzw. den Drilling Simulator.

„Diese beträchtliche Förderung zeigt einerseits die weiter große Bedeutung der Geothermie als regenerative Energiequelle der Zukunft und betont andererseits den besonderen Stellenwert unseres Drilling Simulators am Standort Celle für die Energieforschung“, sagt der Clausthaler Universitätspräsident Professor Thomas Hanschke. Das Projekt beginnt im August und läuft über dreieinhalb Jahre.

Fünf zusätzliche Beschäftigte werden an der Forschungsanlage in Celle, die von Professor Joachim Oppelt geleitet wird, eingestellt. Hinzu kommen drei Mitarbeiter, die an der TU Braunschweig eingestellt werden, und ebenfalls überwiegend von Celle aus arbeiten.

Übergeordnetes Ziel ist es, die Kosten von Tiefbohrungen auf Geothermie (Erdwärme) deutlich zu reduzieren, und zwar durch eine wesentlich weitergehende Kontrolle der mechanisch-dynamischen Bohrbedingungen als dies bisher möglich ist. Ein effektiver Bohrprozess wird oft durch Unstetigkeiten im Gebirge erheblich behindert.

So treten bei Geothermie-Bohrungen bis in 4000 bis 6000 Metern Tiefe immer wieder Störungszonen auf. Diese Problembereiche sind Auslöser für unerwünschte Schwingungen und Dynamikvorgänge in der untertägigen Bohrgarnitur und hemmen das Fortkommen. Außerdem besteht die Gefahr, dass die Bohrgarnitur im Bohrloch verklemmt und beides Schaden nimmt. „Gerade die dynamischen Dysfunktionen in typischen Geothermie-Gesteinshorizonten sind bisher nicht ausreichend untersucht“, sagt Professor Oppelt.

Für die Entwicklungsarbeit ergeben sich daraus mehrere Ziele. Es geht darum, das Schwingungsverhalten von Bohrungen in großen Tiefen besser zu analysieren. Hierfür soll am DSC eine hochinnovative Testeinrichtung geschaffen werden, die Funktionsstörungen beim Bohren in Gesteinsformationen an einem Testkörper unter In-situ-Bedingungen nachstellen kann.

Mit Hilfe weiterer modellbasierter und experimenteller Untersuchungen sowie Simulationen, insbesondere für den unteren Bereich der Bohrung, sollen schließlich neue Handlungsempfehlungen für Geothermie-Bohrungen gegeben werden.

Clausthaler Forscher beschäftigen sich am Institut für Erdöl- und Erdgastechnik seit Jahrzehnten erfolgreich mit dem Thema Bohrtechnologie. Celle wurde als Standort für den Simulator gewählt, weil die Stadt das Zentrum der deutschen Bohrindustrie darstellt. „Durch Zusammenarbeit mit Bohrserviceunternehmen und Fachfirmen soll eine möglichst direkte Umsetzung der Versuchsergebnisse in die Praxis erfolgen“, so Professor Oppelt.