Geothermieforschungsplattform Groß Schönebeck: Vom Reservoir zur Kilowattstunde

Energie aus der Tiefe

Denn die Stromerzeugung verlangt Temperaturen von deutlich mehr als hundert Grad, damit über einen Wärmetauscher Dampf zum Betrieb einer Gasturbine erzeugt werden kann. Solche Temperaturen werden in den meisten Regionen Deutschlands erst in Tiefen von rund 4000 Metern erreicht: Das erfordert nicht nur einen technologischen Aufwand ganz anderer Größenordnung, sondern stellt auch die Forschung noch vor interessante Aufgaben.

Die Forschungsplattform in Groß-Schönebeck

Das GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) baut daher am Versuchsstandort Groß Schönebeck eine Forschungsplattform auf, um Lösungen für die sichere Nutzung der tiefen Geothermie zu entwickeln. Zwei Forschungsbohrungen mit Tiefen von 3900 und 4300 Metern haben wasserführende Schichten mit Temperaturen um 150 Grad erschlossen, so dass die Voraussetzung für die Stromproduktion erfüllt ist. Messinstrumente in den Bohrungen erfassen mögliche Veränderungen der geothermischen Lagerstätte. Denn damit das Wasser zwischen den beiden Bohrungen ungehindert zirkulieren kann, sind die Gesteinsmassen zunächst künstlich aufgebrochen worden. Dies geschieht mit dem Verfahren der so genannten Stimulation, indem Wasser unter hohem Druck in den Untergrund verpresst wird und ein weitverzweigtes Risssystem im Gestein erzeugt.

Korrosion der Werkstoffe

Im Jahr 2010 konnten GFZ-Experten um Dr. Ernst Huenges die Forschungsplattform planmäßig ausbauen. Insbesondere installierten sie in dem geschlossenen Thermalwasserkreislauf zwischen den beiden Tiefenbohrungen eine Teststrecke mit Messinstrumenten. Dort können sie nun überprüfen, wie stark die verwendeten Werkstoffe und Bauteile im Dauereinsatz korrodieren, wenn sie den im Gestein vorhandenen Flüssigkeiten ausgesetzt sind. Denn Wässer unterhalb des Grundwassers enthalten meistens sehr viel Mineralien und Salze, in Groß Schönebeck sind es rund 235 Gramm pro Liter. „Dieses Wasser müssen wir zirkulieren lassen, wir können das nicht einfach durch Frischwasser ersetzen und entsorgen“, erklärt Ernst Huenges. Die Messergebnisse zum Korrosionsverhalten sollen Aufschluss darüber geben, wie sich die Materialien für den Langzeiteinsatz in geothermischen Anlagen weiter optimieren lassen.

Forschungskraftwerk ab 2012

Ab 2012 soll das Forschungskraftwerk am Standort der Forschungsplattform in Groß-Schönebeck in Betrieb gehen und aus Wärme aus der Tiefe Strom erzeugen. Erstmalig können alle relevanten Prozesse, von der Erschließung des Reservoirs bis zur Energieumwandlung im Kraftwerk, untersucht werden. Dabei soll das Zirkulationsexperiment zwischen den beiden Bohrungen auch zeigen, ob die Temperatur des Thermalwassers über mindestens 20 bis 30 Jahre unverändert hoch bleibt. Denn nur über solche Zeiträume rechnen sich später auch kommerzielle Kraftwerke. Unter Beteiligung eines Industriepartners ist dann die Errichtung eines geothermischen Kraftwerkes am Standort vorgesehen.

Der Standort Groß Schönebeck ist bewusst gewählt: Der Ort liegt in einem Sedimentbecken, das geologisch repräsentativ für große Regionen in Deutschland sei, sagt Huenges. Wenn es hier möglich ist, ein Geothermiekraftwerk wirtschaftlich zu betreiben, dann wird es auch weitere Standorte in Deutschland geben. „Wenn wir das technische Potenzial anschauen, könnte die Geothermie auch in Deutschland mit mindestens fünf Prozent zum Energiebedarf beitragen, nicht nur bei Wärme, sondern auch bei Strom“, schließt Huenges.

GFZ/red.