Expertenwissen, Tiefengeothermie

Erdwärme aus grosser Tiefe sicher nutzen

02.10.2024

Geo-Energie Suisse SA, die Universität Genf und die ETH Zürich haben sich an einem internationalen Forschungsprojekt beteiligt, das darauf abzielt, die Abschätzung und die Sicherheit der Tiefengeothermie zu erhöhen.

Die hohen Temperaturen, die weit unter der Erdoberfläche herrschen, haben grosses Potenzial zur Bereitstellung von Strom und Wärme. Nach Rückschlägen besteht heute wieder die Hoffnung, das Potenzial der Tiefengeothermie für eine nachhaltige Energieversorgung nutzen zu können. Denn das Erdbebenrisiko lässt sich mit neuen Monitoring- und Vorhersagewerkzeugen besser abschätzen und kontrollieren. Das zeigt ein internationales Forschungsprojekt, an dem auch die ETH Zürich, die Universität Genf und Geo-Energie Suisse AG beteiligt waren.

Schonende Felsstimulation
Die Idee, Erdwärme aus stimulierten Reservoiren in grossen Tiefen zu nutzen, lag schon der Geothermiebohrung von Ende 2006 in Basel zugrunde. Allerdings traten im Zuge der Bohrung mehrere, in der Region Basel wahrnehmbare Erdbeben auf. Aus Sicherheitsgründen wurde das Geothermieprojekt abgebrochen. Dieser Rückschlag war Anlass für die Entwicklung eines neuen, schonenden Stimulationskonzepts: Hierbei wird der Fels mit Wasser stimuliert, allerdings wird neu nicht das ganze Bohrloch unter Druck gesetzt, sondern nur einzelne, mehrere Meter lange Abschnitte (‹Zonen›) des Bohrlochs, nachdem letzteres mit Gummimanschetten (‹Packern›) unterteilt wurde.

Diese sogenannte Multi-Stage-Stimulationstechnik hat sich seither im Labor und in Pilotprojekten bewährt. Untersuchun-gen der Geo-Energie Suisse AG und auch der ETH Zürich im Bedretto-Untergrundlabor (BedrettoLab) haben bestätigt, dass auf dem Weg die Gefahr grosser Beben vermindert wird. Der Grund: In jeder Zone kann ein Reservoir stimuliert werden, die Wasserinjektionen erfolgen räumlich und zeitlich gestaffelt. Die Methode erlaubt somit, in jedem Felsabschnitt Mikrobeben exakt in jener Stärke zu stimulieren, wie sie für die Entstehung eines Reservoirs nötig sind. Dadurch reduziert sich die Wahrscheinlichkeit von zu grossen Erdbeben deutlich.


DEEP
Am Forschungskonsortium DEEP (‹Innovation for De-Risking Enhanced Geothermal Energy Projects›) waren Wissenschaft-lerinnen und Wissenschaftler aus sieben Staaten beteiligt (CH, D, F, Irland, ITA, NL, USA). Die internationale Zusam-menarbeit wurde möglich dank der Förderung im Zuge des zweiten GEOTHERMICA Joint Call (2019).

Aus der Schweiz waren die Geo-Energie Suisse AG, die Universität Genf und die Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich betei-ligt. Letztere hat das internationale Forschungsvorhaben ko-ordiniert. Der Schweizer Teil des dreijährigen Projekts wurde durch das BFE finanziert.

 

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