Geothermie: 10-fache Leistung aus Erdwärme dank überkritischem Wasser
Das Energieunternehmen Mazama Energy(öffnet im neuen Fenster) hat bekanntgegeben, dass eine erste Bohrung mit 3 km Tiefe eine Stelle mit einer Temperatur von knapp 600 K (330 °C) erreicht hat. Möglich ist dies, weil das zukünftige Geothermiekraftwerk am Vulkan Newberry in Oregon, USA, steht.
In der Nähe der vorhandenen Magmaströme, die deutlich über 1.000 °C heiß sind, lassen sich stabile Tiefenbohrungen ausführen. Dafür musste jedoch spezielles Bohrgerät entwickelt werden, dessen Elektronik solchen Temperaturen standhält.
Optimiert auf hohe Leistung und Skalierbarkeit
Im kommenden Jahr soll mit der ersten Bohrung bereits Strom erzeugt werden. Gleichzeitig sind noch größere Tiefen von annähernd 5 km geplant, um mindestens 670 K (400 °C) zu erreichen. Damit wäre das genutzte Wasser heiß genug, um den kritischen Punkt(öffnet im neuen Fenster) zu überschreiten, zumindest bei ausreichend hohem Druck im Bereich von 200 bar.
Dann befindet sich Wasser weder in flüssigem noch in gasförmigem Zustand. In dieser überkritischen Phase bleibt die Wärmekapazität pro Volumeneinheit hoch, während es sich eher wie ein Gas transportieren lässt. Auch zahlreiche moderne Kohlekraftwerke nutzen solches Wasser, weil mit der gleichen Menge bis zu zehnmal mehr Strom erzeugt werden kann.
Nur muss hierfür keine Kohle verbrannt werden, sondern das Wasser wird in den Boden gepumpt, strömt über eigens entwickelte Gitter und kommt als superheißes Wasser wieder nach oben. So fällt zusätzlich die Abhängigkeit von vorhandenen Thermalquellen weg, weshalb eine wesentlich umfangreichere Nutzung solcher heißen Punkte in der Erde möglich scheint.
Potenzial zur Energiegewinnung gigantisch
Schätzungen der Internationalen Energieangentur(öffnet im neuen Fenster) zeigen beispielsweise, dass die Nutzbarmachung besonders heißer Tiefenbohrungen für die Geothermie sämtliche Energieprobleme weltweit beheben könnte. Damit ließe sich 150-mal mehr Strom erzeugen, als im Jahr des Berichts 2023 weltweit produziert wurde.
Die Idee gibt es dabei schon länger. Vor etwa 20 Jahren wurde auf Island damit begonnen, überkritisches Wasser in der Nähe von Magmakammern zu erzeugen, was ein Bericht der Zeit (Paywall)(öffnet im neuen Fenster) von 2008 ausführlich beschreibt.
Mittlerweile hat sich vor allem die Bohrtechnik weiterentwickelt. Aber auch der Ansatz mit dem thermalen Gitter und die Nutzung von Oberflächenwasser gelten als vielversprechend. Erdbeben stellen dagegen weiterhin das größte Risiko dar, zumal in geologisch aktiven Regionen. Laut Mazama Energy wurden bisher maximal Erschütterungen bis zu einer Stärke von 2,5 auf der Richterskala(öffnet im neuen Fenster) gemessen. Spürbar sind solche Beben nicht.