Stimulierte Geothermische SystemeÜberblick
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 miteinem künstlich geschaffenen Wasserkreislauf an die Erdoberflächegebracht 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)" (EnhancedGeothermal 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 Wärmeproduktioneingesetzt. 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 Gesteinin 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 der Schweiz sind aus geologischer Sicht für solch eine Anlage geeignet. Für den Nachweis der generalle 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 heutigerSicht neben der Stromproduktion auch der Verkauf der Überschusswärmewesentlich. 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 setztman zunächst das angebohrte Kristallingestein mit Wasser unter Druckund versucht damit, die vorhandenen Schwachstellen und Haarrisse oder Klüfte aufzupressen. Weil das Gestein unter Spannung steht, erfolgt nuneine geringfügige Verschiebung der unregelmässigen Kluftflächen, sodass eine bleibende Öffnung resultiert. Mit dieser Stimulation ist esmöglich, dass das Gestein wasserdurchlässig wird – ein Durchlauferhitzer wurde geschaffen.
Funktionsprinzip eines stimulierten, geothermischen Systems
im tiefen Kristallingestein (Grafik M. Häring, Geothermal Explorers Ltd.)
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