Dieses Geothermie-Kraftwerk soll Strom aus über 300 Grad heißem Gestein erzeugen
Ein Geothermie-Kraftwerk in den USA soll ab 2030 Strom aus über 300 Grad heißem Gestein liefern – rund um die Uhr.
Ein einzelnes Bohrloch in dem Geothermie-Kraftwerk könnte laut Unternehmen so viel Energie liefern wie besonders ertragreiche Öl- oder Gasquellen – trotz deutlich geringerer Fläche. © Quaise Energy
Saubere Energie, unabhängig von Wind und Sonne – daran arbeiten derzeit mehrere Energieprojekte weltweit. Ein Geothermie-Kraftwerk soll künftig Strom liefern, der jederzeit verfügbar ist. Im US-Bundesstaat Oregon entsteht nun eine Anlage, die Hitze aus mehreren Kilometern Tiefe nutzt. Dort erreicht das Gestein Temperaturen von weit über 300 Grad Celsius. Diese extremen Temperaturen machen den Unterschied zu bisherigen Anlagen.
Hinter dem Projekt „Obsidian“ steht das Unternehmen Quaise Energy. Die erste Ausbaustufe befindet sich bereits im Bau. Nach aktuellen Planungen soll das Kraftwerk ab 2030 Strom liefern. Die Angaben basieren auf internen Berechnungen des Unternehmens.
Geothermie-Kraftwerk erzeugt Strom aus wenigen Bohrungen gleichzeitig
Die erste Anlage soll mindestens 50 Megawatt Leistung erreichen – das entspricht der Stromversorgung für eine mittelgroße Stadt. Dafür sind nur wenige Bohrungen nötig. Der Strom stünde dank Wärme aus der Tiefe durchgehend zur Verfügung, unabhängig von Wetter oder Tageszeit.
Langfristig plant das Unternehmen deutlich größere Anlagen. „Unser Ziel ist es, die Leistung in der Region auf ein Gigawatt auszubauen“, sagt Carlos Araque, Geschäftsführer und Mitgründer von Quaise. Damit würde das Projekt eine Größenordnung erreichen, die bisher vor allem große Kraftwerke liefern.
Extreme Hitze steigert Leistung
Das Kraftwerk nutzt zwei getrennte Systeme im Untergrund. Beide erschließen Gestein mit sehr hohen Temperaturen. Ein System arbeitet im Bereich von durchschnittlich rund 315 Grad Celsius. Das zweite System erreicht noch höhere Werte.
„Das System mit etwa 315 Grad liegt an der Grenze dessen, was heute erreichbar ist“, sagt Daniel W. Dichter, leitender Maschinenbauingenieur bei Quaise. „Mit den Erkenntnissen daraus gehen wir an das heißere System, das mehr Risiko mit sich bringt.“
Je heißer das Gestein, desto mehr Energie lässt sich gewinnen. Laut Quaise steigt die Leistung pro Bohrung dadurch stark an. „Die Analyse bestätigt unsere langjährige Annahme, dass höhere Temperaturen im Untergrund die Stromproduktion deutlich steigern“, so Dichter. Gemeint ist eine interne Modellrechnung, wie das Unternehmen bei einem Fachtreffen von Geothermie-Experten an der Stanford University vorstellte.
Neue Bohrtechnik schmilzt Gestein statt es zu durchtrennen
Die größte Herausforderung liegt in der Tiefe. Die heißesten Bereiche befinden sich mehrere Kilometer unter der Oberfläche. Klassische Bohrer verschleißen dort schnell. Hitze und Druck treiben die Kosten stark nach oben.
Quaise nutzt deshalb eine Kombination aus Verfahren. Zunächst kommen herkömmliche Bohrer zum Einsatz. In größeren Tiefen übernimmt eine neue Technik mit Millimeterwellen. Diese Energieform trägt das Gestein ab, indem sie es schmilzt und verdampft.
„Wenn die ersten Bohrungen so funktionieren wie erwartet, erreichen sie eine Leistung, die mit sehr produktiven Öl- und Gasbohrungen vergleichbar ist“, erklärt Dichter. Die Technik soll es ermöglichen, deutlich tiefer zu gehen als bisher.
Geothermie-Kraftwerk benötigt überraschend wenig Fläche
Die Anlage bleibt an der Oberfläche kompakt. Für die erste Phase sind rund acht Hektar vorgesehen. Dort entstehen zwei getrennte Bohrsysteme mit jeweils mehreren Schächten.
Das Grundprinzip bleibt einfach:
- Wasser fließt in die Tiefe
- Es erhitzt sich im Gestein
- Heißes Wasser oder Dampf steigt wieder auf
- Daraus entsteht Strom
Die Rohre im Untergrund haben nur einen Durchmesser von etwa 25 Zentimetern. Trotz dieser kompakten Bauweise soll eine hohe Leistung entstehen.
Projekt soll Zugang zu Erdwärme weltweit erweitern
Geothermie funktioniert bisher vor allem in Regionen mit leicht zugänglicher Hitze. Island gilt als bekanntes Beispiel. In vielen anderen Gebieten liegt die Energiequelle deutlich tiefer.
Das neue Verfahren soll diese Einschränkung überwinden. Die Planung unterscheidet mehrere Standorttypen: In günstigen Regionen reichen wenige Kilometer Tiefe. In anderen Gebieten muss deutlich tiefer gebohrt werden.
„Wir glauben, dass unsere neue Bohrtechnik Geothermie im Gigawatt-Maßstab weltweit möglich machen kann, auch in Regionen, in denen sie bisher nicht nutzbar war“, sagt Araque.
Erste Bohrung liefert Daten zu Gestein und Wasserfluss
Noch sind viele Fragen offen. Eine erste Bohrung soll wichtige Daten liefern. Sie untersucht Eigenschaften des Gesteins und das Verhalten von Wasser in großer Tiefe. Dabei geht es unter anderem um:
- chemische Bestandteile im Wasser
- Temperatur und Energiegehalt
- Fließwege im Gestein
„Wir werden wahrscheinlich viele Anpassungen vornehmen“, sagt Dichter. „Wir haben nicht alle Probleme gelöst, aber wir sehen großes Potenzial und einen klaren Weg zu einer nutzbaren Stromquelle.“
Die ersten Ergebnisse dieser Bohrung sollen noch im laufenden Jahr vorliegen.
Kurz zusammengefasst:
- Ein Geothermie-Kraftwerk in Oregon soll ab 2030 Strom aus über 300 Grad heißem Gestein gewinnen und rund um die Uhr Energie liefern.
- Neue Bohrtechnik ermöglicht größere Tiefen und deutlich mehr Leistung pro Bohrung als bei bisheriger Geothermie.
- Die Angaben stammen vom Unternehmen selbst und zeigen großes Potenzial, müssen aber in der Praxis noch bestätigt werden.
Übrigens: Während ein Geothermie-Kraftwerk Hitze aus der Tiefe nutzt, wandeln neue Gehweg-Solarzellen direkt unter unseren Füßen Sonnenlicht in Strom um. Diese Technik könnte Städte verändern, hat aber ihre Grenzen. Mehr dazu in unserem Artikel.
Bild: © Quaise Energy
