Das heißeste Loch der Welt

In Island wird die Erde angebohrt, um superkritisches, bis zu 600°C heißes Wasser zu zapfen

Island ist die europäische Insel hoch oben im Norden, die seit vielen Jahren höchst erfolgreich die Erdwärme zur Energiegewinnung nutzt. Das neueste Projekt ist ein Loch, das bis hinab zum Magma reichen soll. In der aktuellen Ausgabe des New Scientist wird spekuliert, ob das ein Durchbruch für die künftige Energiewirtschaft ist oder ob der Durchbruch stattdessen von einer ganz anderen Art sein wird und den Isländern schlicht das Bohrloch um die Ohren fliegt.

Wer je auf Island war, kennt die ganz praktischen Vor- und Nachteile des heißen Wassers, das direkt aus der Tiefe empor gepumpt wird: Lange unter der Dusche zu stehen verdirbt einem wegen des intensiven Geruchs nach faulen Eiern, den das schwefelhaltige Wasser hat, den Appetit und die Haare brauchen eine doppelte Menge Kurspülung nach dem Waschen. Dagegen ist es höchst angenehm, in einer der großen hölzernen Wannen zu sitzen, die vor jedem Sommerhaus stehen, oder einmal in der legendären blauen Lagune zu schwimmen, der natürlichen geothermischen Mineralquelle, die immer Badewannentemperatur hat.

Die rund 100.000 Quadratkilometer große Insel im Nordatlantik gilt als das Land von Feuer und Eis. Das Landesinnere ist eine von Eis bedeckte arktische Wüste, die Küste durch den Golfstrom klimatisch etwas milder.

Dennoch war das Leben der Inselbewohner seit der ersten Besiedelung vor rund tausend Jahren extrem hart. Lange Winter mit andauernder Dunkelheit, Vulkanausbrüche und Erdbeben prägten das Leben der Menschen direkt unter dem nördlichen Polarkreis. Erst im 20. Jahrhundert verbesserten sich die Lebensbedingungen für die heute knapp 300.000 Isländer, nicht zuletzt durch die vielen natürlichen Energiequellen, die das Wirtschaftswunder auf der vor allem mit Moos bewachsenen Insel anheizten.

Die Wärme der Erde anzapfen

Geysir ist ein isländisches Wort und überall auf Island steigt heißer Dampf aus Erdspalten oder -löchern. Seit 1928 wird hier nach Erdwärme gebohrt und heute heizen 90 Prozent der Einwohner ihre Häuser und Wohnungen mit geothermischer Energie. Die Insel ist Weltmeister in sauberen Energien, denn an zweiter Stelle der Energieproduktion steht die Wasserkraft. Wen stört schon ein bisschen Schwefelgeruch, wenn dafür die Aluminiumindustrie blüht und in den Gewächshäusern unter Kunstlicht die Erdbeeren oder Tomaten reifen?

Aber Island will noch mehr. Das neueste Projekt, das die größten Energieunternehmen des Landes zusammen mit Wissenschaftlern realisieren wollen, ist das heißeste Bohrloch der Welt. Das Iceland Deep Drilling Project (IDDP) will sich 5 Kilometer tief unter die Erdoberfläche graben, um an die Energie des Magmas dort unten zu gelangen. Anfang kommenden Jahres soll es los gehen: Erst 2,5 Kilometer tief, dann im Jahr darauf hinunter auf 4 Kilometer und nach der Planung wird der endgültige Tiefpunkt dann 2007 erreicht (Siehe auch das aktuelle Poster des IDDP).

Superkritische Flüssigkeit

In dieser Tiefe wollen die Geologen auf 400 bis 600 Grad Celsius heißes Wasser stoßen, dass sich durch die direkt darunter liegende Magmaschicht in eine superkritische Flüssigkeit (Supercritical fluids) verwandelt hat. Das bedeutet, dass sie über die Eigenschaften sowohl von Flüssigkeit als auch von Gas verfügt und voller gelöster Mineralien sowie Metalle ist.

Eine höchst interessante Materieform, denn sie verspricht eine extrem hohe Energieausbeute und könnte gleichzeitig eine echte Goldmine sein, wenn es gelingt, seltene Stoffe aus ihr heraus zu filtern. Allerdings hat das bisher noch nie jemand gemacht. Klar ist, dass die superkritische Flüssigkeit dort unten unter extremen Druck steht, das Bohrloch muss entsprechend abgesichert sein. Außerdem könnten die gelösten Metalle bei plötzlicher Abkühlung erstarren und den Bohrschacht verstopfen.

Bisher galt auf eine solche Flüssigkeiten zu stoßen als verhängnisvoller Bohrunfall, der zu Explosionen führte, die enorme Reparaturkosten nach sich zogen. Jon Orn Bjarnason vom Iceland Geosurvey, der an dem Projekt beteiligt ist, meint:

Ein Teil des Problems ist, dass wir nicht wissen, welche Temperaturen und Druckverhältnisse uns erwarten und noch weniger über die chemische Zusammensetzung. Seit Jahrzehnten bohren wir bis zu zwei Kilometer tief, über die Flüssigkeiten in dieser Tiefe wissen wir sehr viel. Aber was wir in 5 Kilometer Tiefe finden werden – das wird etwas anderes sein.

Island gibt sich nicht mit reiner Erdwärme zufrieden. Der Staat im hohen Norden ist Vorreiter, was die Nutzung von Wasserstoff angeht (Wasserstoff für Island). Wasserstoff gilt als die langfristig sauberste Antriebskraft der Zukunft (Wasserstoff kommt in die Gänge). Aber um den Wasserstoff aus Verbindungen herauszulösen, ist viel Energie notwendig – die das heißeste Loch der Welt liefern könnte, wenn denn alles gut geht.

Wasserstoff und Metalle

Manche Wissenschaftler gehen aber noch weiter. Dan Fraser von der kanadischen University of Manitoba denkt, dass es möglich sein müsste mit einem Verfahren namens "supercritical water partial oxidation" aus organischem Material direkt Wasserstoff zu gewinnen:

Bei Temperaturen oberhalb 400 Grad Celsius werden so genannte „supercritical water processes" möglich.

Seine Gruppe betreibt ein ähnliches Bohr-Projekt auf den Aleuten und arbeitet auch an Verfahren, um in der superkritischen Flüssigkeit gelöste Stoffe heraus zu sieben. Eines für Metalle ist bereits als Patent angemeldet. Dan Fraser sieht in diesem Bereich großes Potenzial:

Wenn man superkritisch bohrt, dann kann im Grunde das ganze Periodensystem hoch kommen. Länder der Dritten Welt könnten plötzlich über Ressourcen von Gold, Silber, Kupfer und Zinn verfügen.

Island bietet optimale Bedingungen für ein Bohrloch bis in die Tiefe von Kammern mit superkritischer Flüssigkeit. Aber außer den Aleuten gibt es noch weitere Regionen, wo das ebenfalls denkbar ist. Dazu gehören das Great Rift Valley in Afrika, aber auch andere vulkanische Gebiete wie in Italien, Mexiko, Japan, Neuseeland oder Hawaii.