In Groß Schönebeck werden Methoden zur Erdwärmenutzung geprüft. Wissenschaftliche Untersuchungen und Beweis der Praxistauglichkeit: Dafür steht das Geothermielabor Groß Schönebeck des GeoForschungsZentrum Potsdam.
Auf die Geothermie als Energiequelle wird gesetzt. Und in der Tat kann die Geothermie einen Beitrag zur nachhaltigen Energieerzeugung leisten. Ihr größter Vorteil: Sie steht rund um die Uhr zur Verfügung und kann deshalb Grundlast der Stromerzeugung liefern. Die geothermische Versorgung mit Wärme wird schon an verschiedenen Orten in Deutschland praktiziert. Die geothermische Stromerzeugung ist in Deutschland noch sehr selten. In Neustadt-Glewe läuft ein Pilotprojekt.
Deshalb wurde das Geothermielabor Groß Schönebeck eingerichtet. Hier sollen noch offene wissenschaftliche Fragen geklärt werden. Und die technische Machbarkeit der geothermischen Stromerzeugung soll in der Praxis vorgeführt werden. Es soll untersucht werden, wie heißes Tiefenwasser mit Temperaturen über 140°C aus dem Gestein gefördert werden kann. Mit Stimulationsverfahren sollen im Gestein zusätzliche Risse erzeugt werden. Die Machbarkeit der Stimulation soll gezeigt werden
Geothermische Potenziale in Mitteleuropa
Grundsätzlich steht Erdwärme überall zur Verfügung. Das gilt auch für Mitteleuropa. Allerdings muss hier vier bis fünf Kilometern tief gebohrt werden. In dieser Tiefe wird ein Temperaturniveau erreicht, das eine wirtschaftliche Stromerzeugung möglich macht.
Das Problem der Geothermie: die Kosten der Erschließung sind sehr hoch und das Risiko des Fehlschlags eines Bohrprojektes auch. Denn die tiefen Schichten müssen nicht nur heiß genug sein, sondern auch den Wärmeträger Wasser in ausreichender Menge aufheizen. Dazu muss eine hinreichende Durchlässigkeit des Gesteins gegeben sein oder hergestellt werden. Es müssen Technologien entwickelt und geprüft werden, mit denen sich die Ergiebigkeit geothermischer Lagerstätten steigern lässt und die Risiken bei der Lagerstättenerschließung deutlich geringer werden.
In der Norddeutschen Tiefebene gibt es praktisch überall im Untergrund ab 4 000 m Tiefe über 150 °C heiße Gesteinsformationen. Teilweise führen diese Schichten Wasser, teilweise sind sie trocken. Hier gibt es das bei weitem größte und derzeit technisch am besten erschließbare Reservoir an geothermischer Energie.
Das Geothermielabor Groß Schönebeck
Das GeoForschungsZentrum Potsdam entschied sich nach geologischen und bohrtechnischen Analysen für Groß Schönebeck als Standort der Forschungsbohrung. In der DDR wurde hier nach Erdgas gebohrt. Es entstand eine 4240 m tiefe Bohrung, die das Startkapital für das Geothermielabor war. Diese Bohrung wurde erweitert und auf etwa 4300 m vertieft.
Die Bohrung erschließt geothermisch interessante Horizonte des Norddeutschen Beckens in Tiefen zwischen 3900 und 4300 Metern bei Temperaturverhältnissen um 150 °C.
Neben der Mindesttemperatur ist die stabile Förderung großer Thermalwassermengen eine weitere Voraussetzung für die Energiegewinnung. Dazu muss der Gesteinskörper hoch porös und gut durchlässig sein. Aber in Tiefen mit Mindesttemperaturen um 150 °C ist die natürliche Durchlässigkeit der Gesteine meist nur gering. Sie müssen künstlich aufgebrochen werden, um eine ungehinderte Wasserzirkulation zu erreichen. Dieser Vorgang wird Stimulation genannt.
Die Stimulationsexperimente in Groß Schönebeck hatten zwei Ziele: Im Gestein soll ein weitreichendes Risssystem entstehen; zugleich soll eine Verbindung zu vorhandenen und Wasser führenden Klüften geschaffen werden. Um das zu erreichen wird in kurzer Zeit und unter hohem Druck eine Flüssigkeit in eine Bohrung verpresst. Bei der Stimulation überschreitet der geschaffene Druck die im Gebirge vorherrschenden Spannungen. So erweitern sich Risse im Gestein, verbinden sich und es entstehen neue Klüfte. Durch die erfolgreiche Stimulation entsteht ein verzweigtes Kluftsystem, das dem Thermalwasser neue Fließwege zur Förderbohrung schafft.
Die Ergebnisse
Es wurde in Groß Schönebeck gezeigt, dass thermisch nutzbare Schichten unter der Norddeutschen Tiefebene durch Stimulation soweit aufgeschlossen werden können, dass eine geothermische Stromerzeugung möglich wird. In Groß Schönebeck wird nach den vorliegenden Ergebnissen der Bau eines Kraftwerkes mit einer elektrischen Leistung von rund 1000 Kilowatt vorbereitet. Das ist immerhin fast fünfmal die Leistung des Werkes in Neustadt-Glewe.
Die wissenschaftlichen Untersuchungen haben das Wissen der Geologen über das Verhalten der Schichten in Tiefen von 4000 m deutlich erweitert und bereiten so den Weg für weitere Pilotprojekte zur Nutzbarmachung der tiefen Geothermie in Deutschland. Eine nachhaltige und grundlastfähige Energie ohne Treibhausgasausstoß befindet sich ganz am Anfang eines Entwicklungspfades. Aber bei den Steigerungen der Preise für fossile Energieträger wird das Potenzial der geothermischen Energie zunehmend interessant. Daher sind die grundlegenden Arbeiten im Geothermielabor Groß Schönebeck wichtig für die Zukunft der Energieversorgung in Deutschland und der Welt.