mailing.150_Jubiläumsausgabe - Gruner AG

Hochleistungsgeothermie – der Bau
Die Anlage für Hochleistungsgeothermie besteht aus
einem Zentralschacht von mehreren Metern Durchmesser,
der bis zu einer Tiefe von etwa 2500 bis 3000 Metern
gebaut wird. Dieser Schacht endet zunächst in einer
grossen Kaverne, in der alle wesentlichen unterirdischen
Anlagen und Montagemaschinen untergebracht
werden. Von dieser Zentralkaverne aus werden um die
Achse des Zentralschachts bananenförmige Wärmesammelrohre
bis zu einer Tiefe von 6000 Metern angeordnet.
Ausserdem wird der Zentralschacht bis zur Endtiefe
der Wärmesammelrohre fortgeführt, sodass Letztere
dort in einem gemeinsamen «Kollektorrohr» aufgenommen
werden können. Von diesem Kollektor wird das
Wasser bis an das oberflächennahe unterirdische
Kraftwerk transportiert. Im Kraftwerk wird die Wärme
an das Arbeitsmedium abgeführt. Mit diesem Medium
wird eine Turbine mit Generator angetrieben und elektrische
Energie erzeugt. Die Energiemenge entspricht
je nach Bauart und Grösse der eines heutigen grossen
Kraftwerkes mit bis zu 500 MW Leistung. Die Abwärme
aus dem Prozess kann an ein Fernwärmenetz abgegeben
werden, weshalb ein Standort in städtischem Gebiet
sinnvoll ist. Die Netztemperaturen vieler Fernwärmenetze
sind in den letzten Jahren kontinuierlich abgesenkt
worden, sodass man sie heute ganzjährig mit
der Abwärme aus einem Geothermiekraftwerk betreiben
kann. Damit kann mit der Geothermieanlage und dem
Kraftwerk insgesamt ein sehr guter Wirkungsgrad
erzielt werden.
Vollautomatisierter maschineller Vortrieb
für Geothermiebohrungen
Für die Realisierung von Tiefengeothermieanlagen ist
eine Herstelltechnik auszuwählen, die das Auslösen
von Erdbeben nahezu ausschliessen kann. Hierzu eignet
sich grundsätzlich die mechanisierte Tunnelbohrmaschinentechnik.
Weil diese auch den Weg für grössere
Durchmesser öffnet, lässt sich über eine wesentlich höhere
Stromproduktionsleistung als bei den bisherigen
Tiefengeothermieprojekten nachdenken, bei denen der
unterste Strang einen Durchmesser von wenigen Dezimetern
nicht überschreitet. Der Zentralschacht von
ca. 6000 Metern Tiefe kann mit diesem erprobten Verfahren
hergestellt werden.
In 6000 Metern Tiefe beträgt die Gesteinstemperatur
etwa 150 bis 200 °C. Deshalb ist eine vollautomatische
Auslegung der Herstelltechnik für den Regelfall notwendig.
Zur Gewährleistung dieser Vollautomatisierung
sind gegenüber heute umfassende Weiterentwicklungen
der Herstellprozesse notwendig. Für Havarie-, Revisions-
und Unterhaltsfälle müssen aber bemannte Einsätze
vorgesehen werden. Hochspe zialisierte Arbeiter in
klimatisierten Anzügen können in grossen Tiefen Arbeiten
vornehmen, die von Maschinen und Robotern nicht
ausführbar sind.
Die Wärmesammelrohre werden vollautomatisch durch
Bohrroboter hergestellt. Jedes Wärmerohr hat eine
Länge von einigen tausend Metern. Insgesamt werden je
nach Grösse und Leistung des Kraftwerkes mehrere hundert
Kollektorrohre eingebaut.
Hochleistungsgeothermie statt
nuklearer Stromproduktion
Das beschriebene Geothermiekraftwerk kann für elektrische
Leistungen von bis zu 500 MW gebaut werden
und ist daher ein «echter Ersatz» von bestehenden
Kernkraftwerken. Ein grosser Vorteil dieses Systems
besteht in der grossen Flexibilität. Das Kraftwerk kann
als Grundlastkraftwerk betrieben werden, ist aber
wegen der guten Regulierbarkeit der Wärmezufuhr über
ein Pumpen- und Wärmetauschersystem auch hervorragend
als Spitzenlastkraftwerk geeignet. Es ist somit
eine ideale Ergänzung zu Fotovoltaikanlagen, die,
bedingt durch die Abhängigkeit von der Solarstrahlung,
starken Leistungsschwankungen unterworfen sind.
Insgesamt ergibt sich mit der dargestellten Technik
die realistische Möglichkeit, eine regenerative Stromerzeugung
mit kleinen Fotovoltaikanlagen und grossen
geothermalen Kraftwerken gemeinsam aufzubauen und
so von Gas- und Ölimporten unabhängiger zu werden.
Zudem wird der Ausstoss von Treibhausgasen (CO2) für
die Strom- und Wärmeerzeugung weitestgehend eliminiert.
Wir sind überzeugt, dass Geothermie eine der
wichtigsten Säulen der regenerativen Energieversorgung
der Zukunft sein wird. Deshalb werden bei Gruner
bereits heute Geothermielösungen für die energetischen
Herausforderungen von morgen entwickelt.
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