Hitze des Vulkans nutzen

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Geothermie: Pilotprojekt zapft Vulkan zur Energieversorgung an. Eine ganz andere Nutzung von Abwärme wurde von Wissenschaftlern in Island versucht. Island das Land der Geysire und Vulkane – da liegt es doch nahe auch diese geothermische Abwärme für den Menschen nutzbar zu machen. Ob das gelingen kann?


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Bereits im Jahr 2008 versuchte ein Kosortium aus Forschern und Unternehmen eine Magmakammer eines Vulkans in Island zur Energiegewinnung anzubohren. Ein Pilotprojekt. Das Projekt wurde 2012 gestoppt und galt eigentlich als gescheitert. Eine Auswertung der damaligen Messergebnisse, die in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Geothermisch veröffentlicht wurde, zeigt aber, dass das Projekt durchaus erfolgreich war.

Demnach erzielte das Projekt, das den Namen Iceland Deep Drilling Project (IDDP) trägt, eine elektrische Leistung von 36 Megawatt. Ein Vielfaches von dem, was man in herkömmlichen geothermischen Anlagen erzeugen kann.

Die Technik, die in Island zum Einsatz kam, nennt sich Magma-EGS (Enhanced Geothermal System). Dabei wird Energie indirekt aus heißem Magma gewonnen, indem Wasser in den Boden gepresst wird. Dieses heizt sich auf, verdampft und treibt eine Turbine an. Ein ähnliches Prinzip, wie aus großen Solarthermie-Anlagen bekannt.

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Das Prinzip der Anlage in Krafla. Wasser wird in die Nähe des Magma-Kerns gepumpt, um das verdampfende Wasser im Abschluss zur Energiegewinnung zu nutzen.

Säuredämpfe und Materialbelastung

Es gelang den Forschern in Island bei der Bohrung flüssiges Wasser in zwei Kilometer Tiefe in unmittelbare Nähe von 900 Grad heißem Gestein zu pumpen. Im Anschluss konnte der 450 Grad heiße Hochdruckdampf für mehrerer Monaten zur Energiegewinnung genutzt werden.

Die Forscher mussten dabei gegen die säurehaltige Dämpfe des Vulkans ankämpfen, die zusätzlich zu den extremen Temperaturen eine enorme Belastung für das Material bedeuteten.

Ursprünglich wollten die isländischen Forscher bis ins fünf Kilometer tiefe Herz des Vulkans vordringen und untersuchen, ob sich dort sogenanntes „überkritisches Wasser“ befindet. Dabei handelt es sich um 400 und bis 600 Grad heißes Wasser, das unter einem Druck von 250 Bar steht.

Eine Bohrung bis in diese Tiefen des Vulkans gelang den Forschern zwar nicht, brachte sie aber auf die Idee, Wasser von der Oberfläche in die Nähe der Magmakammer zu pumpen und dort zirkulieren zu lassen.

Noch kämpfen die Forscher mit technischen Problemen aufgrund der extrem hohen Temperaturen, sollte es jedoch gelingen diese in den Griff zu bekommen, so könnten entsprechende Anlagen in Vulkangebieten bis zu 50 Megawatt Leistung und mehr erzielen, glauben die Wissenschaftler.

Herkömmliche geothermische Kraftwerke arbeiten mit Dampf um 200 Grad bei 25 Bar und haben lediglich eine Leistung zwischen fünf und zehn Megawatt. Vielfach sind diese Anlagen nur lukrativ, weil sich neben der Stromerzeugung gleichzeitig auch die Wärme in ein Fernwärmenetz einspeisen lässt.

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Dampfsäule aus der Anlage von IDDP-1 bei Krafla. Kann es gelingen Magma zur Energiegewinnung zu nutzen? (Copyright: Kristján Einarsson)

Weitere Vulkan-Bohrungen geplant

Jetzt sind in Island weitere Bohrungen geplant, die die Hitze von Magma nutzen wollen. Die Herausforderung für die Forscher ist vor allem, geeigneten Zement und speziell beschichtete Strahlrohre zu entwickeln. Diese müssen auch einem mehrjährigen Betrieb bei sehr hohen Temperaturen standhalten. Erst dann ist eine erfolgreiche Kommerzialisierung von vulkanischer Geothermie möglich.

Die Kosten für die Versuchsbohrungen belaufen sich auf 15 Millionen Euro. Doch die Forscher rechnen damit, dass Magma-Geothermie bis zu 30 Prozent mehr Energie produzieren könnte als konventionelle geothermische Kraftwerke.

Ähnliche Projekte wie auf Island laufen aber in Neuseeland und Japan, wo Forscher ebenfalls großes Potenzial für die Magma-EGS Technologie sehen. Hinzu kommen Kalifornien, El Salvador, Kenia, die Philippinen und Costa Rica.

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