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Geothermie ohne Wasser

Geschlossener Kreislauf nutzt Erdwärme aus trockenem Gestein

Unter unseren Füßen liegt eine Energiequelle, die noch für Millionen Jahre riesige Mengen an Energie produziert. Nur nutzen lässt sich das noch nicht wirklich. Das hofft ein kanadisches Startup zu ändern. Ob die Technologie billig genug werden wird, ist aber noch unklar.

Erdwärme zu nutzen ist naheliegend, aber wird kaum gemacht: Im Jahr 2019 gab es weltweit Geothermieanlagen mit einer Kapazität von knapp 16 Gigawatt. Das entspricht weniger als 2,5 Prozent der Solaranlagen. Geothermie wird daher auch als die „vergessene, erneuerbare Energie“ bezeichnet. Das Problem ist, dass die Erdwärme in Form von heißem Wasser gefördert wird. Wo eh heißes Wasser durch das Gestein nach oben drückt, kann man dieses abpumpen und dann zur Stromerzeugung oder in Fernwärmenetzen nutzen. Das wird etwa in Island, Japan und Kalifornien gemacht. Andernorts muss man erst Wasser mit hohem Druck ins Gestein pressen, um es dann wieder abpumpen zu können. Diese Fracking-ähnliche Methode kann allerdings Erdbeben auslösen wie etwa im Jahr 2006 in Basel, wo das Projekt deswegen abgebrochen wurde.

Island. Hier ist es nicht schwierig zu wissen, ob genug heißes Wasser vorhanden ist. In Geretsried ist das anders. (Foto: Hans / pixabay)

Lösen ließe sich das Wasserproblem allerdings mit einem geschlossenen Kreislauf und genau das macht das kanadische Startup Eavor mit seinem Eavor Loop. Hier werden in geringem Abstand erst zwei senkrechte und drei bis vier Kilometer tiefe Löcher gebohrt. Anschließend werden vom ersten Bohrloch mehrere waagrechte Löcher ins Gestein getrieben, die nach mehreren Kilometern umdrehen und zum zweiten Bohrloch zurückkehren (siehe Grafik). So entsteht ein geschlossener Kreislauf: Durch das erste Bohrloch fließt eine kalte Flüssigkeit nach unten und dann durch das zweite Bohrloch fließt heiße Flüssigkeit nach oben. Der Clou dabei ist, dass das Ganze ohne Pumpen auskommt. Weil kaltes Wasser schwerer ist als heißes, drückt das kalte Wasser das heiße Wasser nach oben. Ein Eavor Loop ist daher eine „Thermosiphonanlage“.

Fast ein Perpetuum Mobile. Das kalte Wasser drückt das heisse Wasser nach oben. (Grafik Eavor)

Gegenüber den herkömmlichen Erneuerbaren wie Sonne und Wind hat der Eavor-Ansatz einen entscheidenden Vorteil: Indem der Druck im Loop erhöht oder gesenkt wird, lässt sich regulieren, wie viel Strom gerade produziert wird unabhängig von externen Faktoren – und das 24 Stunden am Tag und 365 Tage im Jahr. Michael Liebreich der Chef des Eavor-Beraterstabs und Gründer des Thinktanks Bloomberg New Energy Finance (Bnef) sagt daher über den Eavor Loop: „Es wäre verdammt nah am heiligen Gral, wenn es zu einem erschwinglichen Preis gemacht werden kann. Billiger, sauberer, lastabhängiger Strom ist das fehlende Glied in vielen Märkten“, sagte Liebreich gegenüber der Branchenpublikation Recharge. [1] Die Technik „hat das Potenzial, die Welt zu verändern“. Entscheidend sind folglich die Kosten und anfangs der Preis, den Eavor für die erzeugte Energie bekommt.

Bohrlochoptimierung. Statt zwei Bohrlöcher in grossem Abstand zu bohren, lässt sich das Design auch “zusammenfalten”. (Grafik: Eavor)

Das erste kommerzielle Projekt mit zehn Megawatt wird daher voraussichtlich in Deutschland realisiert, in Geretsried in der Nähe von München. [2] Dieser Standort hat zwei wesentliche Vorteile: Zum einen gibt es schon ein Loch. Im Jahr 2013 hat dort die Firma Enex 6000 Meter tief gebohrt. Die gemessenen Temperaturen waren mit 165 Grad Celsius höher als erwartet, aber es mangelte an Wasser: Statt der geplanten 100 bis 150 Liter lieferte die Bohrung weniger als 10 Liter pro Sekunde. [3] Damit war das Projekt unrentabel. Zum anderen zahlt Deutschland eine großzügige Einspeisevergütung für Geothermiestrom. Falls es gelingt das Projekt nächstes Jahr fertigzustellen, bekommen Enex und Eavor 227 Euro pro Megawattstunde – sechsmal mehr als an der Strombörse. [2]

Mittelfristig müssen die Kosten folglich auf das Börsenniveau sinken. Das hängt insbesondere von den Bohrkosten ab. Diese sind in den letzten Jahren wegen des Frackingbooms in den USA stark gesunken. „Das horizontale Bohren gibt es schon seit Jahren, aber noch vor fünf oder zehn Jahren hätte das nicht geholfen. Das Bohren wurde seither so viel billiger“ sagt Eavor-Chef John Redfern. [1] Dass sich das Know How aus der Öl- und Gasindustrie auch bei Eavor nutzen lässt, ist jetzt auch zwei Branchengrößen aufgefallen. BP und Chevron haben sich diese Woche an einer Kapitalerhöhung von Eavor über 40 Millionen Dollar beteiligt. Aus Sicht von Redfern geht es dabei nicht nur um Geld: „Wir wollen, dass die BPs und Chevrons dieser Welt mitmachen und tun, was sie am besten können: große Projekte umsetzen.“ [4] Außerdem hätten diese „große Datenbanken, die zeigen wie die Welt unterhalb der Oberfläche aussieht“. Liebreich hält es für „glaubwürdig“, dass die Kosten so bis zum Ende des Jahrzehnts auf 50 Dollar pro Megawattstunde gedrückt werden können, aber sagt auch: „Es gibt noch viel Zeug, das schief gehen kann.“ [1] mic

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[1] Recharge, 27.10.2020: Unlimited, on-demand renewable energy anywhere in the world — is Eavor-Loop climate change’s holy grail?

[2] Eavor, 01.05.2020: Eavor Announces a Commercial Eavor-Loop Project to be built in Geretsried, Germany

[3] ITG, undatiert: Geretsried

[4] Recharge, 16.02.2021: Oil giants BP and Chevron become part-owners of ‘world-changing’ deep-geothermal innovator Eavor

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