Geothermie: Mit Mikrowellen tiefer bohren und heißer fördern
Mit bis zu 20 Kilometer tiefen Bohrungen könnte Geothermie weltweit nicht nur Wärme, sondern auch Strom liefern. Dafür ist eine völlig neue Bohrtechnik nötig.
Diese Röhre überträgt die hochenergetischen Wellen vom Gyrotron zum Gestein.
(Bild: Quaise Energy)
- Hanns-J. Neubert
Der Kern unseres Planeten ist heißer als die Oberfläche der Sonne. Damit könnte er praktisch unbegrenzt und dauerhaft Energie liefern. Leider kommt man nur sehr schlecht an diese Energiequelle heran. Zwar nutzen Menschen schon seit mehr als hundert Jahren Geothermie, doch bisher haben sie dabei nur an der Oberfläche gekratzt – meist mit Bohrlöchern von wenigen hundert Metern Tiefe. Dort erreichen die Temperaturen selten mehr als 150 Grad und meist wird diese Energie zum Heizen verwendet. Für die direkte Stromerzeugung mit einer Dampfturbine reicht das nicht aus.
In Deutschland trägt die Erdwärme insgesamt vier Prozent zu den erneuerbaren Energien bei, davon etwa 8,8 Terawattstunden als Wärme und nur 0,134 Terawattstunden als Strom. Die Wärme wird zum Heizen von Gebäuden oder für industrielle Prozesse verwendet. Damit die Welt bis 2050 klimaneutral wird, müsste die Geothermie laut der Internationalen Energieagentur IEA jährlich um 13 Prozent wachsen.
Tiefer und heißer müsse dafür gebohrt werden, damit so hohe Drücke und Temperaturen erreicht würden, dass geothermische Energie so rentabel wird wie Öl und Gas, das berichtet MIT Technology Review in seiner neuen Ausgabe 3/2022 (jetzt im heise shop und im Handel). Wie tief man dafür bohren muss, hängt von der jeweiligen Geologie vor Ort ab. In vulkanisch aktiven Gegenden wie Island ist das Gestein schon in drei bis fünf Kilometern heiß genug für eine effiziente Stromerzeugung. In Holzkirchen bei München hingegen reicht selbst ein fünf Kilometer tiefes Loch nicht für mehr als 155 Grad. Geht man hingegen auf eine Tiefe von 5 bis 20 Kilometer, findet man überall auf der Welt ausreichend hohe Temperaturen.
Mikrowellen statt Geothermie-Bohrer
Die entscheidende Hürde auf dem Weg dorthin: Konventionelle Bohrtechnik kann die wirklich interessanten Bereiche nicht wirtschaftlich erschließen, weil die hohen Temperaturen dann die Bohrer zerstören. Ein Spin-off des Massachusetts Institute of Technology (MIT) scheint dafür eine Lösung gefunden haben: Es verwendet Mikrowellen statt herkömmlicher Bohrer. Das Gyrotron – ein Mikrowellengenerator einer Leistung, wie sie etwa bei Fusionsreaktoren zum Aufheizen des Plasmas zum Einsatz kommt – schickt gebündelte Hochenergie-Millimeterwellen in die Tiefe. Dort verdampfen diese das Gestein.
Stillgelegte Bohrlöcher könnten als Ausgangspunkte für eine tiefere Bohrung dienen, um zumindest Temperaturen von 400 bis 500 Grad Celsius zu erreichen. Bis 2028 sollen die ersten Anlagen den kommerziellen Betrieb aufnehmen.
Wie diese Technologie genau funktioniert, welche Chancen und Risiken sie birgt und wie traditionelle Energiekonzerne auf diese Technologie reagieren, lesen Sie im vollständigen Text "Tiefer und heißer".
(jsc)
