Letzte Aktualisierung: 28.12.2009

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Geothermie: Bohrung mit Elektroimpulsen

Geothermie aus heute technisch erschließbaren Teufen bietet das größte Substitutionspotential im Grundlastbereich aller regenerativen Energieträger. Das wirtschaftlich erschließbare Potential ist in Deutschland bislang faktisch hingegen gering. Die mit zunehmender Teufe in ihrer Höhe wenig zu prognostizierenden Bohrkosten ließen viele Projekte bislang nur projektiert. Aus diesem Grund wird nach neuen Bohrtechniken geforscht, die in relevanten Tiefen zuverlässig Bohrfortschritt erzeugen. So wird an der TU Dresden derzeit an einem Verfahren getüftelt, das mit Elektroimpulsen das den Bohrkopf umgebende Gestein aufsprengt.

In Deutschland gilt ein durchschnittlicher Temperaturgradient von 3,3°C pro 100 Metern Bohrtiefe. Dies bedeutet, dass erst ab Tiefen von mehr als 3000 Metern Temperaturen auftreten, die Grundwässer verdampfen lassen. Um jedoch wirtschaftlich Strom zu produzieren, sollte allerdings eine ausreichende Schüttung mit über 120°C heißem Wasser vorliegen. Da herkömmliche aus der Kohlenwasserstoffexploration genutzte Bohrwerkzeuge für Sedimentgesteine geeignet sind, verringert sich der Bohrfortschritt in Gesteinen wie Granit und leiden unter hohem Verschleiß: Nach zwei bis drei Tagen im Dauerbetrieb muss der Bohrkopf getauscht werden. Da hiermit jeweils eine gesamte Rohrtour verbunden ist, in der der gesamte Bohrstrang aus- und wieder eingebaut werden muss, steht die Anlage immer öfter und immer länger still.

Die Dresdner Forscher setzen im Granit auf eine völlig andere Bohrtechnik. Statt das Gestein langsam mechanisch abzutragen, sollen Elektroimpulse den Granit wegsprengen. Dabei werden elektrische Entladungen mit 300.000 Volt im Inneren des Gesteins erzeugt. Die Gesteinstemperatur steigt in Millisekunden an und der Druck der reagierenden Moleküle sprengt das Gestein. Die Elektroden, zwischen denen der Durchschlag erzeugt wird, liegen dabei nur lose auf dem Gestein auf. Das Elektroimpulsverfahren (EIV) kann die Bohrkosten in einem Geothermie-Projekt um bis zu 30 Prozent senken und gleichzeitig die Bohrgeschwindigkeit erhöhen.

Quelle: Institut für Verarbeitungsmaschinen und mobile Arbeitsmaschinen (TU Dresden)

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