Bill Gates setzt auf Geothermie

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Eine Milliarde US-Dollar hat der Microsoft-Gründer Bill Gates bereitgestellt, um in die Zukunft der Energieversorgung zu investieren. Breakthrough Energy Ventures heißt die von ihm dafür gegründete Firma – und sie soll Firmen finden, die gegen den Klimawandel ankämpfen. Der zugehörige Fonds öffnete nun erstmals sein Scheckbuch. Zu den Cleantech-Start-ups, die Geld erhalten, gehört auch eine junge Geothermiefirma.

Fervo Energy hat seinen Sitz im kalifornischen Berkeley. Das Unternehmen will Fracking-Verfahren, wie man sie derzeit aus dem Öl- und Gasbereich kennt, nutzen, um Erdwärme abzuzapfen. Damit soll es gelingen, eine große, saubere Energiequelle zu erschließen.

Sollte die Technik so funktionieren, wie sich die Jungunternehmer das vorstellen, könnten bestehende Geothermieanlagen deutlich mehr Energie erzeugen – sowie gänzlich neue Gebiete für die Technik erschlossen werden, bei der die Wärme innerhalb der Erdkruste angezapft wird. Mehr Geothermiestrom könnte die gesamte Energiewende vereinfachen, weil die Technik im Gegensatz zu Wind- und Sonnenenergie ständig bereitsteht und daher keine Speicher- oder Puffersysteme benötigt werden.

Geld für viele Innovatoren

Die anderen Firmen auf der ersten Finanzierungsliste von Breakthrough sind ebenfalls interessant. Dazu gehören Form Energy, eine Firma, die Zwischenspeicher fürs Stromnetz baut, der Solid-State-Akkuhersteller QuantumScape, das MIT-Fusionsenergie-Spinoff Commonwealth Fusion Systems, die Biotreibstofffirma DMC Biotechnologies, die Ersatzstoffe für Stickstoffdünger entwickelt, CarbonCure, ein Start-up, das CO2 in Beton "versteinern" will, Quidnet, Entwickler eines Wasserkraftspeichers sowie Zero Mass Water, wo man versucht, Wasser aus der Luft zu gewinnen. Wie viel Geld die Gates-Firma in die Hand nimmt, ist bislang nicht durchgesickert.

Tim Latimer, Chef von Fervo, der zuvor als Bohringenieur bei BHP Billiton gearbeitet hat und sich mit der Energiegewinnung aus Shale-Gebieten beschäftigte, will mit dem Investment Testvorhaben verwirklichen und die Technik verfeinern. Die sogenannten Enhanced Geothermal Systems des Start-ups sind im Prototypstadium. Mitbegründer von Fervo ist Jack Norbeck, der als Reservoir-Ingenieur beim größten geothermalen Feld der Welt, The Geysers in Nordkalifornien, tätig war.

Die Geothermie nutzt die unter der Erdkruste natürlich vorkommende Wärme, die unterirdische Reservoire erhitzt. Das Wasser treibt es dann durch poröse Gesteinsschichten und Risse in der Erde an die Oberfläche – flüssig sowie in Gasform. Geothermieanlagen nutzen Tiefbohrungen, um diesen Dampf direkt anzuzapfen, um damit dann Turbinen anzutreiben, die Strom erzeugen.

Perfekte Kombination gesucht

Das Problem: Geothermie funktioniert normalerweise nur in Regionen mit der perfekten Kombination aus unterirdischer Hitze, Flüssigkeit und ausreichend durchlässigen Gesteinsschichten. Viele Regionen der Erde verfügen über die ersten beiden Eigenschaften, die dritte ist seltener.

Seit Jahrzehnten suchen Wissenschaftler schon nach Methoden, mit denen sie die Durchlässigkeit der Erde erhöhen können. Dabei wird oft Wasser eingepumpt, um existierende Risse zu erweitern. Das Ergebnis ist aber bislang noch nicht sehr vielversprechend.

Eine MIT-Studie hatte bereits gezeigt, dass mit relativ geringen Investitionen in Forschung in diesem Bereich bis zu 100 Gigawatt an zusätzlicher Energiekapazität in den USA angezapft werden könnten – über einen Zeitraum von 50 Jahren. Das entspräche 50 Hoover-Dam-Wasserkraftwerken.

Glasfaser in der Erde

Die Gründer von Fervo, die auch Fellows am Cyclotron Road Programm des Lawrence Berkeley National Laboratory sind, glauben, dass sie die Leistungsfähigkeit geothermischer Systeme erhöhen können, in dem sie verschiedene Zonen einer Bohrung voneinander isolieren und dann den Wasserfluss optimieren.

Bislang werden noch nicht alle technischen Details kommuniziert. Latimer erklärt aber, dass unter anderem horizontale Bohrverfahren verwendet werden, die mittlerweile deutlich billiger sind – auch dank des Booms bei den Erdgasbohrungen in den Vereinigten Staaten.

Zudem werden glasfaserbasierte Temperaturfühler verwendet, die durch die gesamten Bohrlöcher verlegt sind. Weitere Sensoren und Simulationsprogramme helfen dabei, ein klareres Verständnis davon zu entwickeln, was sich unter der Erdoberfläche tut.

Risiken wie bei Gas-Fracking?

Enhanced Geothermal Systems sind allerdings nicht ohne Sicherheitsrisiko. Kritiker fürchten, dass die Technik zur Verschmutzung von Trinkwasserquellen führen könnte – oder gar zur Auslösung von Erbeben. Diese Bedenken kennt man bereits vom Fracking-Thema und dem Problem der dabei anfallenden Abwässer.

Beispiele für solche Probleme gibt es bereits. In Basel wurde ein Geopower-Projekt eingestellt, weil es eine Reihe von Beben gab. AltaRock Energy stellte ein Demonstrationsprojekt im Bereich The Geysers 2009 wieder ein, weil es technische Probleme gab – und die Angst vor seismischen Gefahren.

"Wir bei jedem anderen Projekt auch gibt es grundsätzliche Risiken, die wir managen müssen", sagt Latimer. Der Unterschied zu früheren Zeiten sei aber, dass man heute "viel mehr über die unterirdischen Netzwerke" wisse als in der Vergangenheit. Entsprechend könne man auch bessere Sicherheitssysteme entwickeln und sie effektiver gestalten.

(bsc)