Schweizer Technologie: Energie aus dem Untergrund
Tiefengeothermie ist klimafreundlich. Doch wie lässt sich diese Wärme sicher erschliessen? ETH-Forschende arbeiten daran, das Erdbebenrisiko zu minimieren.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Nutzung der Erdwärme birgt grosses Potenzial.
- Im BedrettoLab entwickeln Wissenschaftler neue Schweizer Technologien für die Geothermie.
- Mit geothermischen Sonden könnte auch Energie in der Erde gespeichert werden.
Die Geothermie, also die Nutzung der Erdwärme zum Heizen und zur Stromproduktion, birgt für die Schweiz ein riesiges Potenzial. Sie liefert das ganze Jahr über CO2-neutrale Energie. Die Energiegewinnung aus grossen Tiefen birgt jedoch das Risiko, Erdbeben auszulösen. Deshalb forschen Wissenschaftler an neuen Schweizer Technologien, um die Erdwärme sicherer zu machen.
Forschung tief im Fels
Tief im Schweizer Fels, im BedrettoLab, einem Untergrundlabor der ETH Zürich im Tessin, forschen Stefan Wiemer, Direktor des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED), und sein Team an neuen Schweizer Technologien, um die Geothermie sicherer zu nutzen. Sensoren in ihren Bohrlöchern liefern in Echtzeit grosse Mengen an seismologischen und hydraulischen Daten. Künstliche Intelligenz berechnet laufend, wie viele Beben über einem bestimmten Grenzwert zu erwarten sind.
Drohen Grenzwerte überschritten zu werden, schlägt das System sofort Alarm und macht Vorschläge, welche Anpassungen vorgenommen werden müssen, um grössere Erschütterungen zu vermeiden. Die Erkenntnisse aus dem BedrettoLab fliessen nun in die Planung des Geothermie-Pilotkraftwerks in der Gemeinde Haute-Sorne im Kanton Jura ein.
Martin Saar ist Professor für Geothermische Energie und Geofluide im Departement der Erd- und Planetenwissenschaften an der ETH Zürich. Er forscht ebenfalls an neuen Schweizer Technologien zur Verbesserung geothermischer Systeme. Dazu will Saar mit seinem Team ganze geschlossene Rohrsysteme tief in den Untergrund bohren. Das funktioniert unabhängig von der Geologie und birgt nur die üblichen, minimalen Erdbebenrisiken von Untergrundbohrungen.
In den Rohren soll dann nicht Wasser, sondern CO2 zirkulieren, das den Wirkungsgrad des geothermischen Kraftwerks erhöht. Im tiefen Untergrund erwärmt sich das CO2, dehnt sich aus und steigt von selbst nach oben. Anschliessend wird es direkt in einer Turbine expandiert, um Strom zu erzeugen – ganz ohne CO2-Emissionen.
Die Erde als Batterie nutzen
Mit Erdwärmesonden kann aber nicht nur Wärme aus dem Untergrund gewonnen, sondern auch gespeichert werden. Bei dieser Form der Geothermie wird überschüssige Wärme im Sommer oder aus industriellen Prozessen über Bohrungen in den Untergrund geleitet, im Gestein gespeichert und im Winter wieder hochgepumpt und zum Heizen genutzt – ein Verfahren, das in Ländern wie den Niederlanden bereits erfolgreich zur Beheizung von Wohnhäusern eingesetzt wird. Im BedrettoLab untersuchen die Forschenden deshalb auch, wie Wärme im Gestein gespeichert werden kann.
