LINDE TECHNOLOGY - Linde Engineering

LINDE TECHNOLOGY #1.13 // Geothermie
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Titelthema: Kraftwerk Natur
und bringt dort das Grundwasser zum Kochen. Deshalb steigt im
gesamten Gebiet unter hohem Druck dichter, heißer Dampf aus dem
Boden. Schon seit 1960 nutzt man ihn zur Stromerzeugung. Allein
die Kraftwerke des amerikanischen Energieversorgers Calpine produzieren
damit etwa 725 Megawatt (MW). Das reicht aus, um eine
Stadt wie San Francisco – mit immerhin 800.000 Einwohnern – mit
Strom zu versorgen.
Mit Erdwärme effizient Strom gewinnen
Inzwischen ermöglichen neuere Verfahren die Erdwärmegewinnung
auch fernab solcher hochaktiven Grenzgebiete. „Wir verwenden
dafür anstelle der Direktdampflösung so genannte Binärsysteme“,
erklärt Weiß. Diese heißen so, weil sich die Wärme von
einem geschlossenen Kreislauf – dem Wärmezyklus – auf den zweiten
Kreislauf, den so genannten Kältezyklus überträgt. Im Wärmezyklus
fördert eine Hochleistungspumpe heißes Thermalwasser
aus der Tiefe an die Oberfläche. Dort überträgt sich die Hitze des
Wassers in einem Wärmetauscher auf ein Arbeitsmittel – meist eine
Flüssigkeit – im zweiten Kreislauf. Danach pumpt man das Wasser
wieder in die Tiefe. So bleibt der unterirdische Druck im Gleichgewicht,
und die Wasserquelle versiegt nicht.
Die Flüssigkeit im Kältezyklus – an der Oberfläche – wird durch
die Wärme aus der Tiefe in Dampf umgewandelt. „Und das schon
bei niedrigeren Temperaturen“, so Weiß. Dieser Dampf treibt dann
eine Turbine an, die wiederum in einer Anlage sehr effizient Strom
erzeugt. Die Linde-Ingenieure setzen dabei auf organische Arbeitsmittel
wie Propan oder auf Kältemittel, die auch in Kühlschränken
und Klimaanlagen zirkulieren. Die Substanzen sind für den Prozess –
den so genannten Organic Rankine Cycle (ORC) – namensgebend.
Die Cryostar-Experten haben sich aber nicht nur auf das Arbeitsmittel,
sondern auch auf die thermodynamischen Aspekte des
ORC-Verfahrens konzentriert und bieten eine Sonderform an: den
überkritischen ORC-Prozess. Dabei unterliegt das Arbeitsmittel im
Kältezyklus einem erhöhten Druck. Es befindet sich dann vollständig
Die Geothermische Weltkarte
Riesige Energiepotenziale: Die Restwärme stammt zwar aus der
Zeit der Erdentstehung, dennoch könnte die Geothermie unseren
Planeten viele tausend Jahre mit Energie versorgen.
Hochaktive Regionen
(Tektonisch bzw. vulkanisch)
Derzeit installierte
Kapazität in Megawatt
Potenzielle Kapazität
in Megawatt
Nordamerikanische
Platte
4.300
655
43.000
4.050
Nordamerika
Island
4.200
1.060
Mittel- und Südeuropa
Eurasische
Platte
Pazifische
Platte
28.600
510
Mittelamerika
Südamerikanische
Platte
174 14.000
Ostafrika
3.900 74.300
Westpazifik
Australische
Platte
16.100
0
Anden
Afrikanische
Platte
Antarktische
Platte
768 9.000
Neuseeland
Quelle: Íslandbanki, Geothermal Energy Association