Wie die Energiegewinnung funktioniert...

Energie aus der Tiefe

Die IWB zusammen mit Partnern wollen das Projekt "Geothermische Energie" innerhalb von fünf Jahren vervollständigen. Das Geothermie- Kraftwerk, welches Investitionen von 80 Millionen Franken auslöst und dessen Bau in Basel vorgesehen ist, soll weltweit zum ersten Mal für eine kommerzielle Anwendung eingesetzt werden. Die Anlage für "zuverlässige, saubere und nachhaltige Energie" wird Strom und Wärme für 5000 Haushalte liefern, und dient als Vorbild für Nachfolgeprojekte.

snc deutsch/ ali yilmaz

snc dossier/ sevim civil - zafer sayar

Das Projekt "Deep Heat Mining" hat das Ziel, eines der weltweit ersten geothermischen Heiz- Kraftwerke nach dem "Hot- Fractured- Rock- Verfahren" zu bauen. Das Prinzip des "Hot- Fractured- Rock- Verfahren" funktioniert auf folgende Weise:

Das in einer Tiefe von 5000 Metern vorhandene heisse Gestein wird als Durchlauferhitzer eingesetzt. Zuerst wird diese Tiefe mit Bohrungen erschlossen. Durch die Injektionsbohrung wird dann Wasser in das bestehende Kluftsystem hineingepresst, so dass die weit verzweigten Haarrisse aufgebrochen und die vorhandenen Klüfte erweitert werden. Das hineingepresste Wasser erwärmt sich auf dem Weg durch die Ritzen auf 200 Grad. Durch eine andere oder mehrere Bohrungen, sogenannte Produktionsbohrungen, wird anschliessend das im geothermischen Reservoir erhitzte Wasser an die Erdoberfläche zurückbefördert. An der Oberfläche wird dem erwärmten und unter Druck stehenden Wasser über einen Wärmeaustauscher Wärme entzogen. Dieser überträgt die Wärme zur Stromerzeugung auf einen Generatorkreislauf. Das Wasser, welches Wärme gespendet hat, wird nun an einen Sekundärkreislauf abgegeben. Die niedrig- siedende Flüssigkeit kann eine weitere Dampfturbine antreiben, und überträgt mit Hilfe eines weiteren Wärmetauscher die Restwärme an das Fernwärmenetz. Das abgekühlte Wasser wird schliesslich in einem geschlossenen Kreislauf durch die Injektionsbohrung ins heisse Gestein zurückgeführt und erwärmt sich von Neuem.

Die Ergebnisse der Forschungsbohrungen sind positiv ausgefallen

In den Jahren 1994- 1997 konnte das Team des Europäischen "Hot- Dry- -Rock" Forschungsprojekts in Soultz- sous- Forets wichtige Fortschritte erzielen. Soultz- sous- Forets, gelegen im französischen Teil des Oberrheingrabens, wurde als Standort dieses Vorhabens ausgesucht, weil es im Zentrum der Wärmeanomalie in Mitteleuropa liegt. Somit konnte man die Arbeiten in relativ geringer Tiefe von ungefähr 3000- 4000 Metern durchführen. Zwei Tiefenbohrungen und über vier weitere Bohrungen wurden im Versuchsfeld vorgenommen. Da schon 1993 und 1994 erfolgreiche hydraulische Injektions- und Produktionsversuche durchgeführt wurden, war man erfahren genug und konnte die beiden Tiefenbohrungen sicher in den Boden einbauen. In beiden Tiefbohrungen konnten zwei ausgedehnte Risssysteme erzeugt werden. Die weiteren Bohrungen dienen als Lauschwerkzeuge. Sie können Wasserbewegungen im Untergrund verfolgen. Die Zirkulationstests von 1996 und 1997 bewiesen die grundsätzliche Tauglichkeit des Systems, und die Grundlagenforschung konnte als abgeschlossen betrachtet werden. Die Anstrengungen in Soultz- sous- Forets haben gezeigt, dass das unterirdische Zirkulationssystem unter kalkulierten Bedingungen kontrolliert werden kann.

Das weltweit erste kommerziell genutzte geothermische Heizkraftwerk in Basel

Die Deep Heat Mining- Technologie besitzt aufgrund ihrer Durchführbarkeit das Interesse an Gebieten, wo das kristalline Gestein in einer Tiefe von höchstens 6000 Metern eine Temperatur von 200 Grad Celcius aufweist. Die Schweiz besitzt viele solche Gebiete. Besonders gut geeignet für die Nutzung der Erdwärme ist der Standort Basel mit der notwendigen geologischen Beschaffenheit. Diese Feststellung haben intensive Untersuchungsbohrungen hervorgebracht.

Seitdem der Grosse Rat von Basel Stadt den Investitionsbetrag der Industriellen Werke Basel (IWB) von 32 Millionen Franken genehmigt hat, sind, neben den technischen und geologischen nun auch die finanziellen Vorraussetzungen für die Realisierung des Projekts gegeben. Die IWB, gemeinsam mit Partnern, namentlich der Elektra Baselland (EBL), dem Gasverbund Mittelland und der Geothermal Explorers, haben die Firma Geopower Basel AG gegründet, und investieren zusammengerechnet rund 40 Millionen Franken, um das Projekt voranzutreiben.

Als Standort für das weltweit erste kommerziell genutzte Heizkraftwerk ist das Werkhofgelände des IWB in Kleinhüningen vorgesehen. Hier kann die Wärme ins IWB- Fernwärmenetz eingeschleust werden, was eine entsprechende Reduktion von Erdgasverbrauch in den Kesselanlagen der IWB bewirken soll.

Die Bauentwicklung für das geothermische Heizkraftwerk soll in zwei Teilschritten erfolgen.

• In einer Explorationsphase wird das geothermische Reservoir schrittweise erschlossen. o In einer Ausbauphase werden zusätzliche Bohrungen vorgenommen und die oberirdischen Heizkraftwerksanlagen gebaut.

Die Tiefenbohrungen für das Geothermie- Kraftwerk beginnen im Frühling 2005. Die erste Bohrung dauert rund ein halbes Jahr, zwei weitere erfolgen innerhalb der nächsten zwei einhalb Jahre. Im Jahre 2008 soll dann der Startschuss für den Endausbau fallen, so dass das geothermische Heizkraftwerk ab Ende 2009 Strom und Wärme für 5000 Haushalte liefern kann.

Weil solche innovative Projekte mit Risiken verbunden sind, wird schrittweise gehandelt. Nach jedem Schritt sollen Experten aus Geologie, Geophysik und Bohrtechnik gründliche Analysen durchführen, bevor die nächste Baustufe angegangen wird. "Somit kann das vorhandene Risiko möglichst gering gehalten werden," so der Verwaltungsratspräsident der Geopower Basel AG, Heinrich Schwendener.

Ein vorteilhaftes Projekt

Da die bisherigen Vorabklärungen relativ positiv ausgefallen sind, steht dem zukunftsweisendem Projekt wenig im Weg. Heinrich Schwendener informiert, dass Erdwärme als einzige erneuerbare Energie eine lokal unerschöpfliche Quelle darstellt. Sie ist von der Tageszeit und vom Klima unabhängig und steht als Energiespender ständig zur Verfügung. Zu erwähnen ist, dass es sich um einheimische Ressourcen handelt, welche die Schweiz unabhängiger von Öl und Erdgas machen. Auch die Einwirkung auf die Umwelt ist minimal. Im Vergleich zu vielen anderen erneuerbaren Energien nehmen die geplanten geothermischen Anlagen einen kleinen Platz an der Oberfläche ein, und arbeiten zudem noch fast emissionsfrei. Die daraus resultierende Reduktion des jährlichen CO2- Ausstosses beträgt 1% der gesamten CO2- Emissionen der Kantone Basel -Stadt und Basel -Landschaft. Diese Tatsache passt in die Energiepolitik der Kantone, und das Projekt wird dementsprechend unterstützt.

Die Schweiz ist eines der führenden Länder in Sachen Deep Heat Mining. Die nötigen technischen Mittel können hier entwickelt, und später bei Nachfrage ins Ausland exportiert werden, was eine Stützung der Schweizer Industrie gewährleisten könnte.

Das Ziel eines Geothermie- Kraftwerks ist es aber nicht nur, die Umwelt zu schonen, es soll ebenfalls in der Lage sein, Energie zu attraktiven Verhältnissen bereitzustellen. Zu diesem Zweck wurden Studien durchgeführt, mit denen die Konkurrenzfähigkeit des geothermischen Heizkraftwerks mit anderen erneuerbaren Energien unter die Lupe genommen wurde. Man kam zum Schluss, dass bei ausschließlicher Stromproduktion die Rücklieferung der gesamten Energie, welche für die Herstellung, Installation, Wartung und Demontage aufgewendet wurde, einen Zeitraum von 3,2 Jahren in Anspruch nimmt. Berücksichtigt man nun das Fernwärmenetz in Basel, mit dem Fernwärme sehr gut genutzt werden kann, so nimmt die sogenannte Amortisationszeit um die Hälfte ab. Da die Gestehungskosten für den Strom aus dem Heizkraftwerk mit 15 Rappen pro Kilowattstunde äußerst marktkräftig sind, und der Bund bisher keine Hindernisse aufgestellt hat, steht dem Projekt Deep Heat Mining eine blendende Zukunft bevor. Es könnte weltweit ein vorbildliches Beispiel darstellen, wie man aus zuverlässigen Quellen saubere und nachhaltige Energie gewinnen kann.