Beeindruckende Naturwissenschaft tausende Meter unter der Erde

Heißes Tiefenwasser ist in verkarstetem Kalkstein zu erwarten, wie er tief unter weiten Teilen Nordwesteuropas liegt. Kalksteine haben die erforderlichen Hohlräume. In Spalten versickerndes und fließendes Wasser hat den Kalkstein im Laufe von Jahrmillionen gelöst und Hohlräume geschaffen. Dort hat Wasser bereits eine Temperatur von mehr als 50 Grad. In vier Kilometern Tiefe sind es schon rund 130 Grad. Schon heute liefert der sogenannte Kohlenkalk in Belgien und den Niederlanden aus bis zu 3,6 Kilometern Tiefe heißes Wasser, mit dem erfolgreich geothermische Anlagen betrieben werden. Dadurch kommen dem Projekt DGE-ROLLOUT sehr wertvolle Erkenntnisse und Erfahrungen zugute.

Im Untergrund von Nordrhein-Westfalen gibt es verkarstungsfähige Karbonatgesteine (Kalk- und Dolomitsteine) in drei verschiedenen stratigraphischen Einheiten und damit in drei Tiefenniveaus: In der Kreide liegen Kalksteine bis in ca. 2,5 Kilometern Tiefe. Im Karbon befinden sich Kohlenkalk und turbiditische Karbonate bis ca. fünf Kilometer tief. Devonische Riffkalke liegen bis zu sechs Kilometer tief.

Sinnvoll, sicher, sauber – und gesellschaftlich gewollt

Hydrothermale, frackingfreie Geothermie muss für Mensch und Umwelt technisch sicher und sauber sein. Nicht nur das: Sie muss auch wirtschaftlich sinnvoll, politisch wie gesellschaftlich gewollt und rechtlich abgesichert sein. Das Projekt DGE-ROLLOUT bündelt transnational die Kompetenzen unterschiedlichster Institutionen und Unternehmen: die staatlichen Geologischen Dienste Nordrhein-Westfalens, Belgiens, Frankreichs, der Niederlande und Irlands, Forschungseinrichtungen, Netzwerkorganisationen, Unternehmen aus dem Bereich der Gas- und Ölexploration/-lieferung und Energieversorgung und weitere. Das Projekt ist in drei Arbeitspakete aufgeteilt:

1) Kartierung und Netzwerk, Leitung Belgischer Geologischer Dienst

• Schaffen einer gemeinsamen, transnationalen Wissensbasis
• Erkundung und Darstellung der tiefengeothermischen Potenziale in einem 3D-Atlas
• Erkundung und Darstellung des Wärmebedarfs und der Abnehmerstrukturen
• Erfassen und Angleichen unterschiedlicher Entwicklungsstände und regionaler Unterschiede, zum Beispiel bei Infrastruktur und Verfahrensabläufen
• Klärung rechtlicher und finanzieller Fragen
• Aufbau eines Online-Netzwerkes, das alle wichtigen Informationen zur Planung und Gewinnung hydrothermaler Geothermie bereitstellt

2) Entscheidungs- und Explorationsunterstützung, Leitung Energie Beheer Nederland B.V.

• Risikominimierung bei der Erkundung für tiefengeothermische Projekte, um wirtschaftliche, öffentliche und politische Entscheidungen zu erleichtern
• Schaffen von Anwendungs- und Entscheidungshilfen für Investoren und Endnutzer
• Entwickeln einer standardisierten Explorationsmethode für komplexe geologische Gegebenheiten

3) Leistungsverbesserung von Geothermie-Anlagen, Leitung Flämisches Institut für technologische Forschung 

• Erhöhen der Leistungsfähigkeit geothermaler Anlagen zur weiteren CO₂-Reduktion durch mehr Kenntnis über das hydrothermale Reservoir und verbesserte Wärmespeicherung

Wärmenetze – auch die des Kohlereviers – spielen große Rolle

Die Leistungsverbesserung wird unter realen Bedingungen in Balmatt (Belgien), Bochum (GZB), an der TU Darmstadt und in Weisweiler (RWE Power) durchgeführt. Die Anlagen stehen exemplarisch für unterschiedliche Fragestellungen:

Balmatt ist die erste geothermische Anlage im Projektraum mit so hoher geförderter Wassertemperatur, dass damit auch Strom produziert werden kann. Bochum ist ein geothermischer Standort mit Wärmespeichermöglichkeiten in einem stillgelegten Steinkohlebergwerk. Darmstadt ist dafür ausgelegt, die Speicherung saisonaler Überschusswärme zu testen. Weisweiler ist ein konventionelles Braunkohlenkraftwerk, bei dem die Einbindung von Geothermie untersucht wird.

Alle vier Anlagen sind an vorhandene Wärmenetze gekoppelt – für das „Kohleland“ NRW mit seinen vielen Kraftwerken besonders interessant. Noch versorgt das Braunkohlenkraftwerk Weisweiler seine Kunden mit Fernwärme, die mit Hilfe von Braunkohle erzeugt wird. In einigen Jahren könnte es bereits saubere, klimafreundliche Wärme aus der Erde sein, die in Fernwärme umgewandelt wird. Das tiefengeothermische Potenzial ist hier vielversprechend. Untersuchungen und Analysen werden zeigen, ob und wie tiefe Geothermie die Wärme der Zukunft sein kann.