Neue Energiequellen: Direkte Magmabeobachtung soll Geothermie verändern
Ein Forschungsteam der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)(öffnet im neuen Fenster) möchte mit Sensoren direkt in das flüssige Gestein im Erdinneren vordringen. Dieses weltweit einmalige Magma-Observatorium entsteht am Krafla(öffnet im neuen Fenster) , einem Vulkanfeld auf Island, dessen Magmakammer nur zwei Kilometer unter der Erdoberfläche liegt.
Darauf stieß man bei früheren Tiefenbohrungen. Zwei neue, sich gegenseitig unterstützende Bohrungen sollen eine bessere Untersuchung des Magmas ermöglichen. Neben einem tieferen Verständnis für den Ablauf von Vulkanausbrüchen erhofft man sich außerdem, das Magma selbst nutzbar zu machen.
Das flüssige Gestein, das an dieser Stelle so ähnlich wie Granit zusammengesetzt ist und nur wenige Gase enthält, kann ein Vielfaches der Energie speichern im Vergleich zu Wasser. Als Wärmeträger könnte es die Leistung von Geothermiekraftwerken um weit mehr als den Faktor 10 erhöhen.
Parallele Bohrungen für genaue Untersuchungen
Dafür soll zunächst eine neue Tiefenbohrung erfolgen. Hat sie die Magmakammer erreicht und wird keine Kühlflüssigkeit mehr nachgepumpt, soll sich das untere Ende der Bohrung wieder verflüssigen. So wird der dort befindliche Sensor komplett von Magma umschlossen.
Über die gesamte Länge sollen weitere Sensoren installiert und Proben entnommen werden. So lässt sich anschließend auch die zweite Bohrung genau überwachen. Diese Daten sollen zeigen, welche Druck- und Temperaturveränderungen durch das Bohren entstehen und wie das Magma darauf reagiert. Derzeit gibt es dazu nur Theorien, die von der Bildung von Kristallen bis zum Aufschäumen des Magmas reichen.
Besser als überkritisches Wasser
Im zweiten Bohrloch sollen dann neue Methoden der Geothermie untersucht werden. Momentan wird vor allem warmes Tiefenwasser zur Energiegewinnung eingesetzt.
Zukünftig könnte man hingegen hinabgepumptes Wasser in einen überkritischen Zustand überführen. Dafür muss es 400 °C heiß sein und unter einem Druck von 220 bar (22 Megapascal) stehen. In diesem Zustand, der auch in modernen Kohlekraftwerken genutzt wird, kann es zehnmal mehr Energie speichern als in Form von Wasserdampf.
Noch mehr Energie kann man aus dem Erdboden holen, wenn das Magma oder die darin enthaltenen Gase direkt genutzt werden. Auch der Einsatz von aufwendigen Pumpsystemen könnte dann entfallen.
Forschung erst am Anfang
Noch wird allerdings an den Messinstrumenten geforscht, damit sie den extremen Bedingungen standhalten. Die Bohrungen sollen 2027 beginnen, um das Magma mit einer Temperatur von 920 °C zu erreichen.
Schon 30 m vor der Magmakammer erhofft sich das Forschungsteam, erste Erkenntnisse zu sammeln. So kurz vor dem flüssigen Gestein sollen noch 400 °C herrschen. Weshalb das so ist, weiß man nicht.