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Unsere Arbeit

Superheiße Felsenergie

Eine beginnende Energierevolution

Geothermische Energie aus superheißem Gestein ist eine visionäre Energiequelle, die Investitionen verdient und in der Dekarbonisierungsdebatte bisher fast gänzlich unberücksichtigt geblieben ist. Technologische Innovationen werden uns den Zugang zu dieser Energie ermöglichen, die das Potenzial hat, die langfristige Nachfrage nach kohlenstofffreier, ständig verfügbarer Energie zu befriedigen, und die Wasserstoff für Kraftstoffe und andere Anwendungen erzeugen kann. Die Erschließung des Potenzials dieser Energiequelle könnte unsere Möglichkeiten erweitern und möglicherweise einen Weg zur Ablösung fossiler Brennstoffe ebnen.

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Energie aus superheißem Gestein könnte eine schnelle globale CO2-Eliminierung unterstützen

Rasche Energieinnovationen sind jetzt eindeutig erforderlich, um den immensen klimakrise gerecht zu werden. Um die Nachfrage der wachsenden Weltbevölkerung nach Energie zu befriedigen, werden riesige Mengen an zuverlässigem und jederzeit verfügbarem kohlenstofffreiem Strom benötigt.

Auf CATF stellen wir uns eine Zukunft vor, in der die Energie aus superheißem Gestein eine große Rolle bei der Umgestaltung des Energiesystems spielen könnte, als wesentlicher Bestandteil einer wohlhabenden, kohlenstofffreien Weltwirtschaft.

Superhot Rock Energy Bericht

Was ist superheiße Felsenergie?

Die geothermische Energie aus superheißem Gestein ist eine visionäre Energiequelle, die Investitionen verdient und in der Dekarbonisierungsdebatte noch kaum beachtet wird.

Wie funktioniert die Energiegewinnung aus superheißem Gestein?

In einem System mit superheißem Gestein wird Wasser tief in heißes Gestein gepresst, erhitzt und als Dampf an die Erdoberfläche zurückgeführt, der zur Stromerzeugung in elektrischen Turbinen oder zur Erzeugung von Wasserstoff in einem Hochtemperaturverfahren genutzt werden kann.

Die Energie aus superheißem Gestein könnte einige deutliche Vorteile gegenüber anderen Energiequellen haben. Sie wird voraussichtlich erschwinglich sein, da sie aufgrund der sehr großen Energiemenge, die pro Bohrung erzeugt werden kann, nur wenig Fläche benötigt, um große Energiemengen zu produzieren (hohe Energiedichte). Man geht davon aus, dass superheißes Gestein fünf- bis zehnmal so viel Energie erzeugen kann wie eine der heutigen kommerziellen geothermischen Bohrungen.

  • Geothermische "Minen" aus superheißem Gestein mit sehr hoher Temperatur und Wärme in der Erdkruste. Dies steht im Gegensatz zur heutigen kleinen (~15 GW weltweit) kommerziellen Geothermie-Industrie, die in der Regel vom Auftrieb von heißem Grundwasser an Standorten mit hoher oberflächennaher Wärme abhängt.
  • Bei der Energiegewinnung aus superheißem Gestein wird Wasser in superheißes, trockenes, kristallines Gestein gepresst, indem vorhandene Risse in einer Tiefe geöffnet werden, in der das Wasser so heiß ist, dass es sowohl flüssige als auch gasförmige Eigenschaften besitzt, so dass das eingepresste Wasser schnell durch die vorhandenen Risse fließen und sehr große Mengen an Wärmeenergie aufnehmen kann.
  • Produktionsschächte bringen diese Dampfenergie an die Oberfläche, um in elektrischen Turbinen Strom zu erzeugen und/oder Wasserstoff zu gewinnen.

Unsere Vision

In den letzten Jahren haben die Experten von CATFdiese kohlenstofffreie Energiequelle und die neuen Technologien erforscht, die erforderlich sind, um sie weltweit auf erschwingliche Weise zu verbreiten. Wir arbeiten daran, diese disponierbare, energiedichte Ressource voranzutreiben und sie als langfristige Strategie zur Deckung des wachsenden Energiebedarfs in einer Welt ohne fossile Brennstoffe in die globale Dekarbonisierungsdebatte einzubringen.

Die Vision von CATF ist es, superheißes Gestein noch in diesem Jahrzehnt von der Demonstration bis zur ersten Kommerzialisierung weiterzuentwickeln und mit der parallelen Entwicklung von Tiefbohrmethoden in den 2030er Jahren die "Geothermie überall" zu erreichen. Die Energie aus superheißem Gestein kann bereits heute in Gebieten mit hoher oberflächennaher Wärme unter Verwendung bestehender Technologien demonstriert werden, wobei Strategien und Innovationen aus der unkonventionellen Öl- und Gaserschließung, wie z. B. intensive Bohrkampagnen, übernommen werden können, um die Einführung, Ausweitung und allgemeine Übernahme zu beschleunigen. Künftige Innovationen bei Energiebohrungen könnten den Zugang zu den superheißen Umgebungen in viel tieferen Bohrlöchern in mittelkontinentalen Regionen ermöglichen, in denen es derzeit keine geothermischen Ressourcen gibt.

Der Wert der Energie aus superheißem Gestein

  • Wettbewerbsfähige Energie
  • Endlose Energie aus der Erde
  • Disponierbar, d.h. immer verfügbar, Grundlaststrom
  • Energiedichte, hohe Energie bei geringem Flächenbedarf
  • Keine Kraftstoffkosten
  • Null Treibhausgase
  • Umstellung von fossiler Energie auf geothermische Energie weltweit
  • Potenzial zur Umrüstung fossiler Kraftwerke
  • Erzeugung von kohlenstofffreiem Wasserstoff ohne Kohlenstoff als Transportkraftstoff
  • Weltweite Einsetzbarkeit mit innovativer Tiefbohrtechnik
  • Erfordert erhebliche technische Fortschritte, hängt aber nicht von wissenschaftlichen Durchbrüchen ab
  • Energiesicherheit und -modernisierung

Tauchen Sie tiefer in die superheiße Felsenergie ein

Der Zugang zu erschwinglichen superheißen Ressourcen könnte die Energiewirtschaft verändern.

Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise des Superhot-Rock-Verfahrens und erkunden Sie die potenziellen Vorteile, die diese Energiequelle bietet.

Wo kann superheißes Gestein erschlossen werden?

Die nachstehende Karte zeigt, wo Bohrungen in superheiße Umgebungen durchgeführt wurden, sowie einige globale Projekte zur Erfrschung von superheißem Gestein. Die dunkleren rötlichen Bereiche sind in der Regel Regionen, in denen superheißes Gestein dichter unter der Erdoberfläche im Bereich der aktuellen Bohrtechnologien liegt und zunächst in Demonstrationsprojekten erschlossen und vermarktet werden könnte. In der übrigen Welt sollte es möglich sein, superheißes Gestein anzuzapfen, sobald die innovativen Tiefbohrungen dies erlauben.

Globale Projektkarte für superheißes Gestein

Um das Bewusstsein für das unvergleichliche Potenzial der superheißen Gesteinsenergie zu schärfen, hat CATF eine Karte der superheißen Gesteinsprojekte erstellt, auf der superheiße Gesteinsprojekte in verschiedenen Reifestadien dargestellt sind. Die Karte zeigt die geschätzte Tiefe bis zum Erreichen von 450°C auf der ganzen Welt sowie bestehende und geplante Superhot-Rock-Projekte und -Bohrungen.

Die Factsheets für die einzelnen Regionen enthalten weitere Informationen über die Tiefe der Bohrlöcher mit superheißem Gestein, den erreichten Druck und die Temperatur, die tektonischen Gegebenheiten der Region sowie die lokale Geologie und die Art der Lagerstätte. 

Karte des Superhot Rock-Projekts

Wo liegen die Chancen und Hindernisse?

Um die Energie aus superheißem Gestein rasch nutzen zu können, sind wichtige Innovationen erforderlich, darunter Tiefbohrungen und die Erschließung von Wärmereservoirs. Dies sind zwar technisch anspruchsvolle, aber realisierbare Innovationen, die mit angemessenen Finanzmitteln schnell entwickelt werden könnten. Eine zentrale Herausforderung ist die Entwicklung von Wärmereservoirs, durch die das eingespritzte Wasser zirkulieren kann. Dies erfordert Methoden zur Identifizierung vorhandener Risse, die ohne Zwischenfälle stimuliert und injiziert werden können. In Labors auf der ganzen Welt wird an der Entwicklung von Methoden zur Schaffung von Reservoiren in überhitztem Gestein geforscht. 

Derzeit wird an der Entwicklung von Technologien gearbeitet, die für die Erschließung überhitzter Gesteine erforderlich sind, z. B. Hochtemperaturzement und Bohrer, die sich schnell durch hartes Gestein bewegen können. Nationale Laboratorien in mehreren Ländern, innovative Bohrunternehmen, etablierte Öl- und Gasunternehmen, die auf Geothermie umsteigen wollen, und private Forschungseinrichtungen spielen dabei eine Rolle. 

Der Weg nach vorn

Die Entwicklung der Technologie für superheißes Gestein kann heute durch Bohrungen in der Nähe bestehender geothermischer Felder beginnen, wo die Erdtemperatur in Oberflächennähe sehr heiß ist. Bei Erfolg können intensive Bohrkampagnen beginnen, um superheißes Gestein an weiteren Orten zu erschließen und schließlich die Größenordnung von "Geothermie überall" zu erreichen.

Da die Energiebohrungen immer ausgereifter werden, können sehr tiefe Systeme angezapft werden, wodurch superheißes Gestein weltweit expandiert.

  • Phase 1: Demonstration und Innovation - Pilotprojekte zur geothermischen Stromerzeugung aus superheißem Gestein unter Verwendung mechanischer Bohrverfahren in Vulkanregionen in 3-7 km Tiefe; Entwicklung von Methoden, Werkzeugen und Technologien für extreme Hitze- und Druckbedingungen; Felddemonstrationen von Energiebohrungen; parallele Erfolge und Lernprozesse bei Projekten zur geothermischen Nutzung von heißem, trockenem Gestein und Sedimentgestein; mögliche Tests zur Wasserstoff-Kraft-Wärme-Kopplung bei hohen Temperaturen.
  • Phase 2: Erster kommerzieller Einsatz - Ausweitung der Geothermie aus superheißem Gestein in Regionen mit heißer Kruste (z. B. im Westen der USA, im pazifischen Raum und in Afrika südlich der Sahara); Entwicklung von Systemen in mittlerer Tiefe (z. B. bis zu 10 km), Kommerzialisierung von Energiebohrungen.
  • Phase 3: Flächendeckender Einsatz - Energiebohrungen erschließen die super-tiefe Geothermie auf der ganzen Welt in einer Tiefe von 10-20 km.

Superhot Rock Energy Glossar

Dieses Glossar enthält eine Reihe grundlegender Begriffe über geothermische Systeme und einige der für ein erfolgreiches geothermisches Projekt erforderlichen Komponenten. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der superheißen Gesteinsenergie, einer Hochtemperaturform der Geothermie.

Sprechen Sie mit unseren Experten für Energie aus superheißem Gestein

Wenn Sie Fragen haben oder mehr über unser Programm zur Gewinnung von Energie aus superheißem Gestein und einige der neuesten Innovationen in diesem Bereich erfahren oder unsere Bemühungen zur Förderung dieser neuen Technologie unterstützen möchten, wenden Sie sich an unseren leitenden Geowissenschaftler Dr. Bruce Hill.

Häufig gestellte Fragen zur Energie aus superheißem Gestein

Was ist superheiße Felsenergie und was sind ihre Vorteile?

Die Energie aus superheißem Gestein ist eine transformative neue kohlenstofffreie, jederzeit verfügbare Energiequelle, die für Strom, Wärme, Wasserstofferzeugung und industrielle Prozesse genutzt werden könnte. Sie hat das Potenzial, mit den meisten anderen kohlenstofffreien Energiequellen wirtschaftlich wettbewerbsfähig zu sein, und könnte in weiten Teilen der Welt schnell eingesetzt werden. Sie könnte viele bestehende fossile Energieanlagen ersetzen und die Energieversorgungssicherheit durch die Bereitstellung einer lokalen Energiequelle erhöhen - und das alles mit einem relativ geringen ökologischen Fußabdruck.

Superheiße Gesteinsenergie ist eine Form der geothermischen Energie, eine beständige, abschaltbare "Grundlast"-Quelle. Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energieressourcen ist geothermische Energie durchgängig verfügbar und erfordert weder den Einsatz von Batteriespeichern noch muss sie durch eine Grundlaststromquelle wie fossile Brennstoffe gestützt werden. Mit Hilfe von Tiefbohrtechnik könnten wir weltweit auf superheiße Gesteinsenergie zugreifen und so den Zugang zu Energie, die Energiegerechtigkeit und die Energiesicherheit verbessern.

Was ist geothermische Energie und wie funktioniert sie?

Geothermische Energie zapft die Energie unter unseren Füßen an. Das Innere unseres Planeten enthält natürlich vorkommende Wärme, die sich durch Konduktion und Konvektion bis zur Erdoberfläche ausbreitet. In Regionen mit "oberflächennaher Wärme", in denen konzentrierte Wärme nahe der Oberfläche zur Verfügung steht, wie in Italien, der Türkei oder im Westen der USA, funktioniert die konventionelle oder hydrothermale Geothermie, indem in Reservoirs mit erhitztem Grundwasser gebohrt und Dampf an die Oberfläche gebracht wird, um heißes Wasser für die Beheizung von Gebäuden bereitzustellen und Turbinen zur Stromerzeugung zu betreiben. Wo die Wärme in der Tiefe liegt, muss für den Zugang zu heißem Wasser tiefer in die Erdkruste gebohrt werden. In vielen Gebieten gibt es Wärme ohne eine Wasserquelle. In diesen Regionen kann Wasser nach unten geleitet werden, um durch heißes Gestein zu zirkulieren. Die Hitze verwandelt das Wasser in Dampf, der dann an die Oberfläche gebracht wird. Es gibt viele neue Innovationen, die diese Regionen zum Heizen, Kühlen und für die Stromerzeugung nutzen wollen.

Wie unterscheidet sich die Energie aus superheißem Gestein von der herkömmlichen geothermischen Energie?

Konventionelle geothermische Energie wird aus natürlich erhitztem Grundwasser in Oberflächennähe und im Allgemeinen bei Temperaturen von 150-200°C gewonnen. Die superheiße Energie wird durch Bohrungen in heißeres Gestein in größerer Tiefe (>400°C) gewonnen, wobei Wasser durch das Gestein gepresst und zirkuliert wird, um es auf sehr hohe Temperaturen zu erhitzen, und dann zurück an die Oberfläche zu einem Kraftwerk gepumpt wird. Bei erfolgreicher Tiefbohrinnovation könnte Energie aus superheißem Gestein überall auf der Welt gewonnen werden und wäre nicht auf Regionen mit geringer Wärme und Grundwasser beschränkt.

Wasser mit einer Temperatur von über 400 °C befindet sich in einem "überhitzten" (überkritischen) Zustand, der eine viel höhere Energiedichte aufweist und effizienter zirkulieren kann als Wasser mit niedrigeren Temperaturen. Aufgrund dieser Eigenschaften können überhitzte Felsenergiesysteme schätzungsweise das 5-10-fache der Energie herkömmlicher geothermischer Systeme erzeugen - und haben damit das Potenzial, mit den heutigen Stromkosten konkurrenzfähig zu sein. Dieses hohe Energiepotenzial wurde in Island nachgewiesen, wo das Bohrloch Krafla des Iceland Deep Drilling Project superheißes Wasser mit einer Temperatur von 452 °C und einem geschätzten Energiepotenzial von 36 Megawatt (MWe) produzierte. Im Vergleich dazu produziert ein konventionelles Geothermieprojekt etwa 7-8 MWe pro Bohrung.

Obwohl die Menschen geothermische Energie schon seit über 100 Jahren nutzen (seit 1904 in der Toskana, Italien), haben technologische Fortschritte die Energie aus superheißem Gestein erst kürzlich möglich gemacht. Im Jahr 2018 gab es weltweit nur 15 GW an konventioneller geothermischer Energie, und die Geothermie machte weniger als 0,5 % der gesamten globalen Stromerzeugung aus. Aufgrund der wesentlich höheren Energiekapazität und des Potenzials der "Geothermie überall" kann die superheiße Gesteinsenergie eine viel größere Energiequelle sein, möglicherweise im Terawattbereich.

Wo kann die Energie aus superheißem Gestein entwickelt werden?

Die Temperaturen, die für die Erzeugung von superheißem Gestein erforderlich sind, wurden bereits in Regionen erreicht, in denen die Erdwärme nahe der Oberfläche liegt, z. B. in Island, Italien, der Türkei oder im Westen der USA. Diese Regionen mit geringer Wärmeentwicklung werden wahrscheinlich die ersten sein, in denen superheißes Gestein erschlossen wird. Superheißes Gestein hat jedoch das Potenzial, auf globaler Ebene fast überall auf der Welt eingesetzt zu werden. Um die "Geothermie überall" zu erreichen, sind innovative Bohrtechnologien erforderlich, mit denen superheiße Ressourcen in Tiefen von bis zu 15 km (im Vergleich zu 7 km, die mit den derzeitigen Bohrmethoden erreichbar sind) kostengünstig erschlossen werden können. Mehrere Unternehmen arbeiten derzeit daran, die Grenzen der heutigen Bohrtechnik zu erweitern, wobei es sich bei den erforderlichen Innovationen eher um technische Neuerungen als um große wissenschaftliche Durchbrüche handelt.

Sehen Sie sich die Karte des Superhot Rock-Projekts an .

Wie viel kostet es, Energie aus superheißem Gestein zu erzeugen?

Clean Air Task Force beauftragte die Hot Rock Energy Research Organization (HERO) und LucidCatalyst mit der Schätzung der Stromgestehungskosten für künftige ausgereifte ("nth of a kind") Superheißgesteinskraftwerke. Die nivellierten Energiekosten (LCOE) sind ein Standardmaß in der Energiewirtschaft, das zum Vergleich der Kosten von Energiequellen verwendet wird. Sie werden berechnet, indem die Lebensdauerkosten eines Kraftwerks durch die gesamte von diesem Kraftwerk erzeugte Energie geteilt werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ausgereiftes superheißes Gestein mit 20-35 $ pro MWh wettbewerbsfähig sein wird, verglichen mit 40 $ pro MWh, dem aktuellen US-Marktpreis für Strom.

Erzeugt superheiße Gesteinsenergie CO₂?

Die Wärme der Erde ist eine kohlenstofffreie Energiequelle. Anders als bei fossilen Brennstoffen wird bei der Stromerzeugung in trockenem Gestein kein direktes Kohlendioxid (CO₂) freigesetzt. Superheißes Gestein ist auch ein Vorteil gegenüber kommerziellen hydrothermalen geothermischen Systemen, die hydrothermale Flüssigkeiten nutzen, die manchmal Kohlendioxid enthalten. Da die Energie aus superheißem Gestein in heißem, trockenem Gestein erzeugt wird, das höchstwahrscheinlich kein freies CO₂ enthält, soll es sich um eine völlig kohlenstofffreie Energieform handeln.

Ist die Energie aus superheißem Gestein erneuerbar oder birgt sie das Risiko, die Wärme der Erde zu erschöpfen?

Bei der Energie aus superheißem Gestein besteht nicht die Gefahr, dass die Wärme der Erde verbraucht wird. Nach menschlichen Zeitmaßstäben ist superheiße Gesteinsenergie unendlich, die ultimative erneuerbare Ressource. Eine Schätzung besagt, dass 0,1 % der Erdwärme den Energiebedarf unserer Welt für 2 Millionen Jahre decken könnte. Wissenschaftler sagen voraus, dass die Erde noch Milliarden von Jahren geothermische Wärme produzieren wird, und die vom Menschen benötigte Energiemenge ist im Vergleich zur produzierten Energie winzig. Die geothermische Nutzung durch den Menschen wird die Erdwärme in keiner Weise beeinflussen.

Wie kann überhitzte Gesteinsenergie zur Erzeugung von Wasserstoff beitragen?

Die Energie aus superheißem Gestein eignet sich gut für die Erzeugung von kohlenstoffarmem Wasserstoff, der zur Dekarbonisierung schwer abbaubarer Sektoren wie dem Schwerverkehr und der Industrie eingesetzt werden kann. Es gibt mehrere Faktoren, die dafür sorgen, dass superheiße Gesteinsenergie und Wasserstofferzeugung gut zusammenpassen.

Erstens könnte die intensive Wärme und Energie, die superheißes Gestein erzeugt, für die Wasserstofferzeugung genutzt werden. Überhitzte Gesteinsenergie erzeugt Elektrizität, die für die Wasserstofferzeugung durch Hochtemperatur-Elektrolyse genutzt werden kann. Der überhitzte Dampf könnte die Effizienz der elektrolytischen Wasserstofferzeugung in Festoxid-Elektrolyseuren erhöhen.

Darüber hinaus ist superheiße Gesteinsenergie eine unerschöpfliche, feste Energiequelle, die rund um die Uhr und unabhängig vom Wetter oder anderen externen Faktoren funktioniert. Dieses Energieerzeugungsprofil ist das, was Wasserstoffanlagen brauchen, um 24 Stunden am Tag zu arbeiten.

Eine demnächst erscheinende Analyse von Lucid Catalyst, die für Clean Air Task Force erstellt wurde, schätzt, dass mit superheißem Gestein kostengünstig Wasserstoff produziert werden könnte, obwohl die Wasserstoffproduktion aus superheißem Gestein noch nachgewiesen werden muss.

Ist überhitzte Felsenergie dasselbe wie überkritische geothermische Energie?

"Superkritisch" ist ein technischer Begriff, der sich auf Wasser mit einer Temperatur von 400°C oder mehr und einem Druck von 22 MPa oder mehr bezieht. "Überhitzt" ist ein weniger technischer Begriff, der sich auf Wasser mit einer Temperatur von 400°C oder darüber bezieht, unabhängig vom Druck, sowie auf andere sehr heiße Flüssigkeiten.

Was sind technische geothermische Systeme (EGS) und Hot-Dry-Rock-Systeme, und wie hängen sie mit der superheißen Gesteinsenergie zusammen?

Geothermische Energie erfordert in der Regel eine Wärmequelle (Gestein), Wasser und durchlässiges Gestein, damit das Wasser durch das Gestein zirkulieren und die Wärme aufnehmen kann. In geothermischen Systemen, in denen heißes Gestein keine natürliche Quelle für Wasser und Durchlässigkeit enthält, muss die Durchlässigkeit hergestellt werden. Technische geothermische Systeme (EGS) sind geothermische Systeme, die kein natürliches hydrothermales Wasser nutzen. Sie werden auch als "Hot-Dry-Rock-Systeme" bezeichnet.

Die Energiegewinnung aus superheißem Gestein ist eine Unterart von EGS, bei der wesentlich heißere Temperaturen (über 400 °C) erreicht werden als bei EGS in der Vergangenheit. Beim "direkten Kontakt" mit superheißem Gestein wird Wasser durch ein Rohr in das heiße Gestein gepumpt, wo es durch winzige Risse im Gestein zirkuliert, um Wärme zu absorbieren, und dann durch ein zweites Rohr an die Oberfläche aufsteigt. Eine Alternative zur Wasserzirkulation durch Risse können Injektionssysteme mit geschlossenem Kreislauf sein, bei denen das Wasser in tief gebohrten Leitungen oder Rohren durch das heiße Gestein in der Tiefe erhitzt wird.

Was ist erforderlich, um die Entwicklung der Energie aus superheißem Gestein zu beschleunigen?

Um die Energie aus superheißem Gestein auf breiter Basis nutzen zu können, sind wichtige Innovationen erforderlich. Dazu gehören die Entwicklung von Werkzeugen, die unter den extremen Bedingungen von superheißem Gestein funktionieren, neue Materialien für den Bau von Bohrlöchern, neue Methoden, die in großer Hitze funktionieren, neue ultratiefe Bohrmethoden und neue Methoden zur Erschließung von Lagerstätten. Diese Fortschritte sind zwar technisch anspruchsvoll, aber machbar und könnten mit einer aggressiven Finanzierung relativ schnell entwickelt werden - wie es bei vielen anderen Energietechnologien der Fall war.

Ein intensives Bohr- und Ressourcenerschließungsprogramm durch gut finanzierte Konsortien könnte das Wissen und die Innovation liefern, die für die Entwicklung und rasche Vermarktung von superheißem Gestein auf der ganzen Welt erforderlich sind. Die Nutzung des unterirdischen Fachwissens und der Kapitalressourcen der Öl- und Gasindustrie könnte die rasche Entwicklung von Energiesystemen aus superheißem Gestein beschleunigen.

Der globale Regulierungsbedarf und die technische Ausstattung der Behörden müssen frühzeitig antizipiert werden, um einen Fahrplan für die Entwickler von Energie aus superheißem Gestein zu erstellen und gleichzeitig bei den politischen Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeit das Vertrauen zu schaffen, dass diese Projekte sicher und umweltfreundlich sein werden.

Welche fortschrittlichen Bohrtechnologien werden derzeit entwickelt?

Wenn man tief in hartes Gestein bohrt, verschleißen die Bohrer schnell. Neue Innovationen wie Hammerbohren, hybrides PDC-/Partikelbohren und kontaktloses Energiebohren lösen dieses Problem, indem sie andere Wege zum Bohren finden.

  • Beim Plasmabohren, wie z. B. beim Plasmabit-Bohrer, der von GA Drilling entwickelt wird, wird ein Plasmastrom abgegeben - eine extreme Wärmeenergie, die entsteht, wenn Elektronen mit Hilfe von elektrischem Hochspannungsstrom aus Atomen herausgelöst werden.
  • Das Millimeterwellenbohren verdampft Gestein und wird derzeit von Quaise in Houston, TX, in Zusammenarbeit mit dem Oak Ridge National Laboratory entwickelt.
  • Der PDC-Meißel hat sich in dem kristallinen Gestein bei FORGE bewährt, um die Eindringrate zu erhöhen und die Bohrzeiten erheblich zu verkürzen.
  • Zu den weiteren in der Entwicklung befindlichen Technologien gehören das Hybrid-PDC-/Partikelbohren, das Projektilbohren, das Hybrid-Laserbohren und das Schlammhammerbohren.

Was sind die nächsten Schritte auf dem Weg zur Kommerzialisierung von Technologien für superheiße Gesteine?

Zahlreiche Bohrprojekte haben sich in überhitztes Gestein gebohrt. Sowohl in Island als auch in Italien wurden internationale FuE-Projekte durchgeführt, und in Regionen auf der ganzen Welt, in denen oberflächennahe überhitzte Bedingungen herrschen, sind weitere Pilotversuche in Planung. Sobald diese Pilotprojekte erfolgreich energiereiches überhitztes Wasser an der Oberfläche produzieren und letztendlich Strom erzeugen, besteht der nächste Schritt darin, die Energie aus überhitztem Gestein in kommerziellem Maßstab (z. B. 100+ MW) an Standorten mit einer großen Bandbreite an Geologien und Tiefen zu demonstrieren. In der letzten Phase wird die Energie aus superheißem Gestein in vollem Umfang weltweit kommerziell genutzt werden.

Jeder dieser Schritte erfordert einen enormen Lernprozess und stützt sich auch auf die Laborforschung zur Schaffung von Lagerstätten, Bohrungen und Oberflächeninfrastruktur. Öffentliche und private Investitionen werden in den frühen Phasen der Kommerzialisierung erforderlich sein, um Anreize für Bohrkampagnen zu schaffen und die gegenseitige Befruchtung internationaler Projekte zu fördern. Letztendlich wird die Kommerzialisierung der Energie aus superheißem Gestein Ressourcen aus der geothermischen Industrie, von Regierungen, nationalen Laboratorien, akademischen Einrichtungen und der bestehenden Energieindustrie erfordern.