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Stimulierte Geothermische
Systeme
Überblick
Ein wichtiger, zeitgemässer
Einsatzbereich der Geothermie liegt in der Produktion elektrischer
Energie, auf der Basis von tiefliegenden Geothermiequellen – 4 bis 6 km
– in einer stabilen kontinentalen Umgebung.
Wärmeentnahme aus dem kristallinen Grundgebirge
In einigen Tausend Metern Tiefe sind Temperaturen vorhanden, die mit
einem künstlich geschaffenen Wasserkreislauf an die Erdoberfläche
gebracht zur Strom- und Wärmeproduktion genutzt werden können.
In Mitteleuropa erreicht man in vier bis sechs Kilometer
Tiefekristallines Gestein (Grundgebirge), das Temperaturen um 200°
Caufweist. Mit dem "Stimulierten Geothermischen System (SGS)"
(Enhanced Geothermal System – EGS) kann die Energie genutzt werden,
indem man mit Bohrungen in diese Gesteinsschicht vordringt, mit hohem
Druck eine Klüftung erzeugt und anschliessend über eine zweite Bohrung
eine Wasser Zirkulation in Gang setzt. An der Erdoberfläche wird die
gewonnene Energie über Wärmetauscher zur Stromerzeugung und Wärmeproduktion
eingesetzt. Mit dieser Technologie sollte es möglich sein, Strom als
Bandenergie zu erzeugen und kontinuierlich Wärme bereitzustellen.
Geologische Eignung findet sich vielerorts
Das grosse Interesse an der SGS-Technologie beruht zum einen auf der
Tatsache, dass sie an den meisten Standorten mit kristallinem Gestein in höchstens
6 km Tiefe angewandt werden kann, und zum andern auf demVorzug einer CO2-
freien Produktion von Strom aus erneuerbarer Energie, also nachströmender
Erdwärme. Zahlreiche Regionen in Europa sind aus geologischer Sicht für
solch eine Anlage geeignet. Für den Nachweis der generellen
Uebertragbarkeit einer EGS Lösung auf mehrere Standorte, braucht es
mehrere funktionierende Systeme, an Lokalitäten mit kontrastierenden
Untergrund-Eigenschaften.
Für die Wirtschaftlichkeit einer SGS-Anlage ist jedoch aus heutiger
Sicht neben der Stromproduktion auch der Verkauf der Überschusswärme
wesentlich. Ein entsprechend grosser Wärmeabnehmer, wie z.B. ein Fernwärmenetz
muss also in der Nähe vorhanden oder geplant sein.
Mit dem auch als Hot-Fractured-Rock-Verfahren bezeichneten System setzt
man zunächst das angebohrte Kristallingestein mit Wasser unter Druck und
versucht damit, die vorhandenen Schwachstellen und Haarrisse oder Klüfte
aufzupressen. Weil das Gestein unter Spannung steht, erfolgt nun eine
geringfügige Verschiebung der unregelmässigen Kluftflächen, so dass
eine bleibende Öffnung resultiert. Mit dieser Stimulation ist es möglich,
dass das Gestein wasserdurchlässig wird – ein Durchlauferhitzer wurde
geschaffen.
Funktionsprinzip eines stimulierten, geothermischen Systems
im tiefen Kristallingestein