Mit dem Projekt „GeoHEAT“ fördert die EU die Suche nach Geothermiequellen mittels Radar. Die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG forscht daran.

 

Geothermie ist eine klimafreundliche Alternative zur Wärmeerzeugung. Noch schrecken das Fündigkeitsrisiko, mögliche induzierte Seismizität und Umweltrisiken oder mangelnde gesellschaftliche Akzeptanz Investoren ab. Mit dem EU-Projekt „GeoHEAT − Georadar-aided High-resolution Exploration to Advance deep geothermal energy usage“ soll die Erdwärmesuche vereinfacht und sicherer werden.

Das Projekt unter Leitung des Fraunhofer IEG wird über vier Jahre mit 4,2 Millionen Euro aus dem Horizon Europe Framework Programm gefördert. „Tiefe Geothermie kann als CO2-freie Wärmeversorgung ein entscheidender Baustein für die Energie- und Wärmewende sein“, erklärte Professor Erik Saenger, der am Fraunhofer IEG forscht und ebenfalls an der Hochschule Bochum tätig ist. „So lässt sich allein in Deutschland ein Viertel des industriellen Prozesswärmebedarfs über Geothermie decken“, sagen Prognosen.

Probebohrungen sind allerdings teuer, deshalb sollen Radaruntersuchungen das Risiko minimieren. Die beteiligten Institute und Unternehmen wollen die Voruntersuchung möglicher Reservoirs vereinfachen und die Qualität der Informationen verbessern, die während des Bohrvorganges anfallen. So sollen der wirtschaftliche Erfolg und die gesellschaftliche Akzeptanz der tiefen Geothermie steigen.

Mehr Informationen vor und im Bohrprozess

Die Forschenden im Projekt Geo-Heat wollen den Workflow von Geothermie-Explorationen verändern. Durch die Entwicklung neuer innovativer Methoden der passiven Seismik und die Integration der entstehenden Messdaten mit Vermessungen der Schwerkraft sollen künftig tiefere Strukturen abgebildet werden können. Gleichzeitig sollen die gewonnenen Daten in ein probabilistisches geologisches Modell einfließen, welches auch geophysikalische und konzeptionelle Modelle des Untergrundes integriert.

Durch die Verknüpfung einer Vielzahl an Daten und Modellierungen könnten viele mögliche Geothermie-Reservoirs gleichzeitig und kostengünstig beurteilt werden, bevor eine einzige Bohrung stattfindet. Im Bohrprozess selbst fallen ebenfalls Informationen an, die zusätzliche Auskunft über den Untergrund geben können. Dazu wollen die Forschenden die zu Tage geförderten Bohrkerne ebenso auswerten, wie Gesteinsreste, die bei der Spülung des Bohrlochs ausgeschwemmt werden.

Die numerische Analyse von digitalen geophysikalischen Zwillingen dient ebenso dazu, die Gesteinseigenschaften auf jedem gebohrten Meter zu bewerten. Auch die Reaktion des Untergrundes auf die durch die Bohrung induzierten Schwingungen wollen die Expertinnen und Experten nutzen.

Besonderes Augenmerk gilt der geplanten Weiterentwicklung einer neuartigen Georadar-Sonde: Angepasst an den Druck und die Hitze in großen Bohrtiefen, soll diese Sonde den Untergrund bis zu 100 Meter von der Bohrwand entfernt darstellen können. Diese Informationen erlauben schließlich fundierte Ablenkungsbohrungen, optimale Bohrlochplatzierung und genaue Leistungs- und Erfolgskontrolle der Bohrung.

Chancen und Risiken der Geothermie

München, Paris oder die Toskana sind Beispiele für erfolgreiche tiefe Geothermieprojekte: So betreiben die Münchner Stadtwerke sechs Geothermieanlagen in der Region München, darunter Deutschlands derzeit größte Geothermieanlage in Sendling. Im Pariser Becken arbeiten derzeit 37 Geothermieanlagen. In Italien begannen Vorläufer der Geothermie schon 1904. 37 Geothermie-Kraftwerke betreibt der italienische Energieversorger Enel inzwischen – und deckt damit knapp ein Drittel des Stromverbrauchs in der Toskana ab.

Unsachgemäß ausgeführte Geothermieprojekte können auch induzierte Erdbeben auslösen, wie etwa in der Schweiz (Basel, 2006 und St. Gallen, 2013) oder Südkorea (Pohang, 2017). Außerdem gibt es Bedenken bezüglich einer möglichen Verschmutzung des Grundwassers oder anderer Umwelteinflüsse. Diese denkbaren Risiken beeinflussen die Akzeptanz der Bevölkerung für Geothermieprojekte. Deshalb berücksichtigt das Projekt Geo-Heat auch die sozialen Auswirkungen von Geothermie, deren Einfluss auf den Erfolg genauso groß ist, wie technische Aspekte. 
Projektteilnehmer

Das Projekt ist im Juni 2024 gestartet und läuft insgesamt 48 Monate. Es erhält eine zusätzliche Förderung durch das Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation der Schweiz. Partner im Projekt sind die Forschungsinstitutionen Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), Technischen Universität Delft, Rheinisch-Westfälischen Technische Hochschule Aachen (RWTH), Universität Pisa, Universität Genf und Fraunhofer IEG sowie die Unternehmen Guideline Geo, die Bo-Ra-tec GmbH, Advanced Logic Technology, Seismix s.r.l. und die Mignan Risk Analytics GmbH.

Weitere Informationen stehen auf der GeoHeat-Projektseite  im Internet bereit.