Erdwärme ohne Erdbeben?

Vor wenigen Tagen haben die Betreiber des hydrothermalen Geothermie-Projektes in St. Gallen bekannt gegeben, das Vorhaben aufgrund der wenig ergiebigen Produktionstests und der ausgelösten Erdbeben zu stoppen. Neu will man mit einem Langzeitproduktionstest herausfinden, ob sich aus dem St. Galler Untergrund kommerziell Methangas fördern lässt. Gas statt Erdwärme in St. Gallen - der Weg hin zur Nutzung der an und für sich sehr attraktiven Geothermie als lokale Energiequelle mit niedrigem CO2-Ausstoss scheint weit und steinig.

Auftrieb für eine alternative Technologie

Interessanterweise verleiht das Aus der hydrothermalen Geothermie in St. Gallen jener Technologie Rückenwind, die schon 2006 in Basel eingesetzt worden ist, aber nach dem dortigen Erdbeben der Magnitude 3.2 wieder etwas in den Hintergrund getreten war: der sogenannten EGS-Technologie (Enhanced bzw. Engineered Geothermal Systems). Dabei versucht man, mit Wasser unter hohem Druck künstlich ein Kluftsystem im Untergrund zu erzeugen. Im Gegensatz dazu basierte das in St. Gallen angestrebte hydrothermale System auf existierenden Klüften und dem darin enthaltenen heissen Wasser. Anders als ein hydrothermales System wird EGS in der Regel nicht in den Sedimenten, sondern im kristallinen Grundgestein angesiedelt.

Die EGS-Technologie bietet grundsätzliche Vorteile:
1. Da man sein Reservoir im Untergrund selber erzeugt, ist die Technologie zumindest im Prinzip leichter auf verschiedene Standorte übertragbar, da man nicht auf existierende Verwerfungen angewiesen ist. Somit vereinfacht sich die Standortauswahl, und die Erfolgsquote steigt - zwei wesentliche Kostenfaktoren der Geothermie.
2. Ein selbsterzeugtes Reservoir lässt sich idealerweise auch besser optimieren und pflegen, um so den Wärmegewinn zu maximieren und langfristig sicher zu stellen. Das Reservoir lässt sich zudem einfacher erweitern, so dass von einer Bohrung und einem Kraftwerk ein grösseres Wärmeeinzugsgebiet bewirtschaftet werden kann.
3. Wenn man in der Lage ist, durch eine passende Standortauswahl die Nähe zu grösseren Verwerfungszonen zu vermeiden und während der Injektion die Rissbildung zu kontrollieren, dann lässt sich vielleicht auch die Erdbebengefahr auf akzeptable Werte begrenzen.

Aus Rückschlägen lernen

Die meisten Experten sind heute der Meinung, dass eine substanzielle Gewinnung von Wärme zur Stromerzeugung in der Schweiz nur möglich ist, wenn wir lernen, die EGS-Technologie besser zu beherrschen. Die Herausforderung besteht darin, einen effizienten Wärmetauscher zu erzeugen und langfristig zu beitreiben, ohne dabei zu starke Erdbeben zu erzeugen. Ob das möglich ist, weiss niemand, aber die aktuelle «Schiefergasrevolution» in den USA zeigt, dass technologische Entwicklungen und Optimierungen durchaus Ressourcen erschliessen können, die man jahrzehntelang als nicht nutzbar betrachtet hat. So hofft beispielsweise die Geo-Energie Suisse AG, mit einem von der Schiefergasförderung inspirierten Multiriss-Ansatz eine Antwort auf die Probleme von Basel finden zu können: Statt eines einzigen grossen Risssystems sollen künftig bis zu 40 kleinere Bruchsysteme erzeugt werden, in denen dann Wasser zirkulieren und effizient Wärme aufnehmen kann. Derzeit werden mehrere Standorte in der Schweiz auf ihre Eignung für ein Multiriss-Pilotprojekt hin untersucht.

Machbarkeit und Risiken umfassend prüfen

Weltweit gibt es erst eine handvoll EGS-Systeme, jedoch noch kein Multiriss-System im kristallinem Grundgebirge. Wie genau man ein solches System erstellt und was die Risiken dabei sind, wird jetzt unter Federführung der ETH in einem nationalen Kompetenzzentrum zu Erzeugung von Energie untersucht. Dabei will man nicht nur numerische Modellierungen und Laborexperimente durchführen, sondern auch anwendungsorientierte Forschung zusammen mit mehreren Energieversorgungsunternehmen betreiben, etwa in Untergrundlaboratorien und zukünftigen Pilot- und Demonstrationsprojekten.

Es bleibt also spannend in der Geothermie-Forschung. Und aus den Rückschlägen von Basel und St. Gallen lässt sich sehr viel lernen. Meiner Ansicht nach ist es zu früh, die Option Geothermie in der Schweiz aufgrund dieser Rückschlage zu verwerfen.

Prof. Stefan Wiemer (Quelle: ETH-Zukunftsblog)

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