Geothermie gilt als regenerative Energie. Ihr Vorteil: Die in der Erde gespeicherte Wärme kann zum Heizen und Kühlen, aber auch zur Stromerzeugung genutzt werden. Wissenschaftler der TU Bergakademie Freiberg, des Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) und des Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) in Spanien wollen nun herausfinden, inwieweit auch tief liegende Vulkangebiete als saubere und nachhaltige Energiequelle dienen können. Und zwar, indem sie in diese sogenannten superheißen geothermische Systeme aktiv Wasser pumpen, um so erneuerbare Wärme und erneuerbaren Strom zu erzeugen.

Das unter dem Namen HIGHER laufende Forschungsprojekt ist eine neue Form der tiefen Geothermie, die sich insbesondere auf vulkanische Gebiete konzentriert. Interessant an dieser Technologie ist vor allem ihr potenziell hoher Energieertrag. Immerhin übersteigt dieser herkömmliche Systeme um den Faktor zehn.

Erster Schritt ist getan

Doch noch steht die Forschung ziemlich am Anfang. Also auch vor einigen großen wissenschaftlichen und technologischen Herausforderungen. So ist noch unklar, ob diese Systeme sicher betrieben werden können. Und auch weiß man noch nicht, wie sie sich über wirtschaftlich interessante Zeiträume verhalten werden.

Einen ersten Schritt zur Erforschung der Systeme ist das Team nun gegangen: Es hat in verschiedenen Versuchen erstmals analysiert, wie sich die Rückführung kalten Wassers in die Tiefe, auf den Druckanstieg sowie die Abkühlung des Gesteins und damit auf die Erdbebenaktivität – die Seismizität – auswirkt. Und das ist von wesentlicher Bedeutung: Denn ein grundlegendes Verständnis der Seismizität bei tiefengeothermischen Anwendungen ist ein wichtiger Punkt für die sichere und nachhaltige Nutzung der geothermischen Technologie.

Für ihre Arbeit entwickelten die Forscher zunächst eine eigene Software namens OpenGeoSys. Eine open source-Forschungsplattform, die in Kooperation mit verschiedenen Universitäten und Forschungseinrichtungen vom UFZ geleitet wird. Mit Hilfe dieser Plattform konnten die Wissenschaftler nun am Computer die komplexen physikalischen Vorgänge in der Erdkruste erstmals simulieren und beschreiben. So gewannen sie wichtige Erkenntnisse darüber, wie zukünftig die superkritischen geothermischen Systeme sicher betrieben werden können.

Ergebnisse veröffentlicht

Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Ergebnisse kürzlich im renommierten Wissenschaftsmagazin Nature Communications. Finanziert wird das Projekt Higher übrigens von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Japan Society for the Promotion of Science. Mit einem schönen Effekt: Die TU Freiberg und das UFZ planen in Zukunft ihre Kooperation in der umwelt-geowissenschaftlichen Zusammenarbeit weiter auszubauen.