Modelle für die Energie aus der Tiefe
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- Uwe-Jens Görke bespricht mit einem Doktoranden die Simulation einer geothermischen Bohrung, die im Visualisierungsraum des UFZ an die Wand projiziert wurde. Foto: UFZ/André Künzelmann
Wenn die GFZ-Forscher aus mehreren Kilometern Tiefe Erdwärme an die Oberfläche holen, um elektrischen Strom zu erzeugen und Heizenergie zu liefern, stoßen sie im Wortsinn in unbekannte Regionen vor. Niemand weiß genau, wie es in der Tiefe aussieht, welche Risse und Spalten es dort gibt und wie das Geothermie-Kraftwerk den Untergrund verändert. Solche Fragen aber interessieren nicht nur die Forscher, sondern auch Unternehmen. Diese wollen zum Beispiel wissen, ob am Bohrloch genug Erdwärme ankommt, um ein Kraftwerk rentabel betreiben zu können. Schließlich kostet ein Kilometer Bohrung leicht eine Million Euro. Wichtig sind auch die Abschätzungen, wie groß das Risiko ist, dass die Bohrung und die dabei eingepresste Flüssigkeit Erschütterungen auslösen.
Professor Dr. Olaf Kolditz und Dr. Uwe-Jens Görke von der Abteilung Umweltinformatik des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung – UFZ in Leipzig entwickeln daher mit ihren Kollegen Computermodelle, die solche Bohrungen und den Betrieb eines Geothermie-Kraftwerkes simulieren. „In das Modell geben wir den im Untergrund gemessenen Druck, Temperaturen und weitere Informationen ein“, erklärt Görke. Dazu kommen Daten über die in die Bohrung gepresste Flüssigkeit. Das Modell liefert dann Ergebnisse über mögliche Verschiebungen im Untergrund, aber auch Informationen über die Menge der zu erwartenden nutzbaren Energie und darüber, wie lange die Bohrung vermutlich Energie liefert, bevor die Umgebung in der Tiefe zu stark abkühlt.
„Diese Modelle gelten allgemein für Transportvorgänge im Untergrund“, betont Uwe-Jens Görke. Mit ihrer Hilfe lassen sich also nicht nur Geothermie-Kraftwerke simulieren. Sie können genauso untersuchen, wie sich das Treibhausgas Kohlendioxid in der Tiefe verhält, wenn es in zukünftigen Kraftwerken abgefangen und in unterirdische Gesteinsschichten gepresst wird, um den Klimawandel zu bremsen.
