Forschung

Im Fokus: Tiefe Geothermie

Weltweit wird in der untiefen und tiefen Geothermie geforscht. Hier konzentrieren wir uns allein auf die Forschung in der Schweiz. Derzeit konzentriert sich die Forschung vor allem auf die tiefe Geothermie, speziell auf die petrothermale Geothermie zur Produktion von Strom.

Untiefe Geothermie / Wärme
Die untiefe Geothermie ist heute etabliert. Die Technik ist ausgereift. Die Systeme – insbesondere Erdwärmesonden – können sich erfolgreich am Markt behaupten. Diesem Erfolg entsprechend konnte die von der öffentlichen Hand zu finanzierende Forschung in den letzten Jahren reduziert werden. Der Forschungsbedarf konzentriert sich noch auf komplexe Systeme und spezielle Untersuchungen, beispielsweise an kombinierten Systemen zur Heizung und Kühlung oder an Koaxialsonden. Forschungs- und Entwicklungsbedarf gibt es weiterhin bei der Bohrtechnik. Kostengünstigeres und rasches Bohren könnte die Wirtschaftlichkeit der Anlagen verbessern.

Es ist die Branche, die heute die Entwicklung in der untiefen Geothermie vorantreibt. Die vom Staat getragene Forschung beschränkt sich auf begleitende Aufgaben. Markterfolg und Kostendruck bei den Erdwärmesonden bedingen Normen und Instrumente zur Qualitätssicherung. Bei komplexen Erdwärmesonden-Anlagen zum Heizen und Kühlen sind mehr Effizienz und Wirtschaftlichkeit wichtige Ziele.

Bei Erdwärmesonden und Geostrukturen stehen folgende Forschungsthemen im Fokus:

• Untersuchungen über das langfristige Verhalten von Erdwärmesonden, Betriebserfahrungen, Erfolgskontrollen.
• Unterstützende Untersuchungen zur Verbesserung von Qualität, Effizienz und Wirtschaftlichkeit von Anlagen.
• Grösseres Verständnis über die gegenseitige Beeinflussung von Erdwärmesonden und Erdwärmesondenfelder sowie über die Wärme-Regeneration des Untergrunds.
• Erdwärmesonden mit über 300 Metern Tiefe.
• Koaxialsonden (zwischen 500 und 1’000 Metern Tiefe).

Tiefe Geothermie / Wärme und Strom
Das Schweizer Kompetenzzentrum für Energieforschung – Strombereitstellung (SCCER-SoE, Swiss Competence Center for Energy Research – Supply of Electricity) befasst sich mit Wasserkraft und Geothermie. Das Kompetenzzentrum bildet ein nationales Netzwerk von Experten aus 25 Wissenschaftsrichtungen, acht Schweizer Hoch- und Fachhochschulen, Industrie und Bundesbehörden.

Im Fokus stehen unter anderen folgende Forschungsthemen:

• Generell besseres Verständnis für geothermische Ressourcen.
• Besseres Verständnis der physikalischen Prozesse bei der Erstellung von Tiefengeothermie-Reservoiren.
• Besseres Verständnis des Zusammenspiels von zirkulierendem Wasser mit dem umliegenden Gestein.
• Modellieren von Wärmetauschern im Grundgestein.
• Versuche in tiefen Felsenlabors.
• Aufbau einer Daten-Infrastruktur über den tiefen Untergrund der Schweiz.
• Verfeinern von geologischen 3D-Modellen.
• Schaffen von Wärmetauschern im Grundgestein bei gleichzeitiger Reduktion des Erdbebenrisikos.
• Durchführen von petrothermalen Pilot- und Demonstrationsprojekten.
• Verbesserte Effizienz der Wärmeextraktion aus heissem Gestein.