allTEIL C

GEOTHERMISCHE ENERGIE

Ausgewählte Länder (IV)

UdSSR (bis 1991)


Bereits 1965 wird auf Kamtschatka mit dem Pauzhetsk-Kraftwerk die erste 11 MW Versuchsanlage errichtet (reale Leistung 5 MW). Die am Beringmeer gelegene Halbinsel besitzt 150 Vulkane, von denen heute noch 28 aktiv sind. Man schätzt, daß sich an jedem dieser Vulkane ein 5.000 MW Kraftwerk installieren ließe. In der Nähe des Mutnowsky-Vulkans soll daher eine erste entsprechende Anlage errichtet werden, außerdem will man das ‚Pauzhetsk-Kraftwerk’ auf 25 MW ausbauen.

Daneben gibt es mehrere kleine Kraftwerke, und besonders für Sibirien liegen verschiedene Planungen für Heizzwecke vor.

1984 wird bei Stavropol in der Ukraine eine 10 MW Anlage fertiggestellt, der im Laufe der 1990er Jahre eine 10-fach größere folgen sollte. Die Versuche werden durch das Leningrader Bergbau­institut durchgeführt. Geplant ist auch die Versenkung von sogenannten Boilern in 10.000 m tief liegende Heißwasserseen.

1987 ist auf Kamtschatka die Errichtung eines 200 MW Kraftwerkes im Gange. Die 1. Stufe des Verkhne-Mutnowsky Geothermalkraftwerkes mit 50 MW soll 1991 in Betrieb gehen, der Standort befindet sich 70 km südlich der Stadt Petropavlovsk-Kamchatskii.

1988 betragen die in der UdSSR erreichten Kapazitäten geothermischer Energie 1.700 MW.

1991 wird der Geothermie Brandenburg GmbH der Auftrag für die Erstellung eines Gutachtens zur Erdwärmenutzung in Moskau erteilt.

(Weiter: siehe Russische Föderation)

Ungarn


Ein ungarischer Wissenschaftler namens Prof. Heller läßt sich bereits im Jahr 1948 eine Wärmepumpe patentieren, und bis zum Jahr 1953 wird das ungarische Parlamentsgebäude mit Thermalwasser beheizt.

Mit einem Thermalwasservorkommen von über 380 Mio. m3 pro Jahr verfügt das Land über das größte Erdwärmepotential in Europa. Das zwischen 30°C und 100°C heiße Wasser wird in mehr als 1.000 Bohrungen gefördert.

Thermalwassers hat in Ungarn eine lange Tradition, schon die Römer nutzten es in Budapest, dem damaligen Aquincum, als Wärmequelle für ein Fernheizsystem. Nach Eroberung der Stadt im 16. Jh. durch die Türken wurden von diesen viele Heilbäder gebaut, womit sie auch den Grundstein für die heute noch beliebte und gutbesuchte Badekultur legten. Allein in Budapest gibt es zurzeit 42 Bäder, landesweit sogar über 1.500 Heilbäder.

Ab den 1960er Jahren wird die Geothermie auch als Energiequelle genutzt, indem aus mehr als 800 Bohrlöchern Thermalwasser für die Verwendung in kommunalen Geothermalkraftwerken gefördert wird, wo die Hitze des Wassers in nutzbare Wärmeenergie für die Beheizung von Krankenhäusern, Schulen, öffentlichen Gebäuden und Wohnungen umgewandelt wird. 

In Budapest werden 6.000 Wohnungen mit Geothermalwärme beheizt, bis 1985 sollten weitere 80.000 Einheiten hinzukommen. Auch acht weitere Städte wie z.B. Szarvas werden geothermisch beheizt, allerdings sind die Anlagen teilweise schon sehr alt und verschlissen.

Laut Informationen aus dem Jahr 2004 gibt es in Ungarn bislang noch keine geothermische Stromproduktion. Die installierte thermische Leistung beträgt zu diesem Zeitpunkt 694, 2 MW, wobei ein Großteil davon zur Beheizung von Gewächshäusern, Spas und Schwimmbecken genutzt wird. Besonders in Südungarn ist diese Nutzung intensiv. Die Landwirtschaft verbraucht ca. 67 % der gewonnenen Energie, teilweise auch zum Trocknen von Getreide.

Seit 2000 soll es jedoch 12 neue geothermale Projekte in Entwicklung gegeben. Insbesondere unter der Ungarischen Tiefebene werden große geothermale Energiereserven erwartet.

2002 gibt es seitens der MOL, dem führende Mineralölkonzern Ungarns mit Hauptsitz in Budapest, den Versuch, im südungarischen Komitat Zala Mitteleuropas erstes industrielles Geothermiekraftwerk zu errichten, doch die Erkundungen und Produktionskosten machen eine profitable Bewirtschaftung unmöglich.

In Nagyszénás in der Südlichen Tiefebene wird 2005 ein Erdwärmeprojekt vorbereitet, das eine elektrische Leistung von 65 MW bereitstellen soll. 

Im Januar 2009 wird gemeldet, daß das Geothermie-Unternehmen Central European Geothermal Energy Ltd. (CEGE) an verschiedenen Orten Ungarns insgesamt bis zu 34 Mio. € investieren wird, um die bislang brachliegenden geothermischen Gegebenheiten für die Erzeugung von Energie einzusetzen. Die ersten Geothermiekraftwerke sollen 2013 oder 2014 ihre Arbeit aufnehmen. Die CEGE ist ein Gemeinschaftsunternehmen der MOL, des isländischen Technologieführers enex und der Green Rock Energy International aus Australien.

USA


Die Stadt Hot Springs in Arkansas wird 1807 gegründet. Als 1830 erstmals die Gebühr von einem Dollar für die Nutzung der heißen Bäder erhoben wird, markiert dies den Beginn der kommerziellen Nutzung der Erdenergie in Amerika. 1852 entwickelt sich die Geysire-Region zu dem Erholungszentrum ‚The Geysers Resort Hotel’ mit Gästen wie J. Pierpont Morgan, Ulysses S. Grant, Theodore Roosevelt und Mark Twain. Beim Neubau des Hot Lake Hotel nahe La Grande, Oregon, im Jahr 1864 wird die Geothermalenergiezu ersten Mal in großem Umfang mit einbezogen. In Boise, Idaho, werden ab 1892 mehrere Stadtgebäude mit Fernwärme aus Geothermalquellen versorgt.

Geothermieanlage The Geysers 1921

The Geysers (1921)

Die erste Bohrung mit der Absicht Strom zu erzeugen, wird 1921 von John D. Grant in The Geysers durchgeführt. Er hat zwar erst im Folgejahr und mit einer ganz anderen Bohrung Glück, doch dann geht schnell auch das erste Geothermalkraftwerk in Betrieb, mit immerhin schon 250 kW.

Im Sommer 1926 unternimmt die General Electric Co. etwa 60 km nördlich von San Fransisco den ersten Versuch, Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur zu erbohren. Bald darauf sind mehrere Bohrlöcher angelegt, die z.T. sehr große Dampfmengen mit Temperaturen von 150°C – 190°C und einem Druck bis zu 13 Atmosphären liefern. Es wird allerdings nur ein kleiner Turbinensatz von 35 kW für Beleuchtungszwecke und zum Betrieb der Bohranlagen installiert. Um die Möglichkeiten einer umfangreicheren Verwertung kennen zu lernen wird eine Studienkommission nach Larderollo in Italien geschickt.

Ab 1930 nutzt man in Boise, Idaho, die Erwärme zur kommerziellen Beheizung von Gewächshäusern. Um diese Zeit entwickelt Charlie Lieb in Klamath Falls den ersten absenkbaren Wärmetauscher und auch Nicola Tesla veröffentlicht 1931 Pläne für ein geothermisches Kraftwerk.

Doch erst 1960 startet der Betrieb der ersten geothermischen Großanlage der Firma Pacific Gas and Electric in The Geysers mit einer Leistung von 11 MW Strom. Die Anlage arbeitet mehr als 30 Jahre lang problemlos. 

Seit 1970 existiert ein besonderes Gesetz (Geothermal Steam Act), das die Nutzung der Erdwärme vorantreiben soll. Das Ziel ist es, bis 1985 die 20.000 MW Marke zu erreichen - und bis 2025 sollen sogar rund 100 GW Leistung geothermal erzeugt werden.

Allein in dem Nord-Kalifornischen Geysers Field gibt es 1975 schon 11 Kraftwerkseinheiten mit zusammen 500 MW, die Tiefe der Bohrlöcher beträgt dort bis zu 2.500 m, und der mit hohem Druck austretende und relativ reine Dampf hat eine Temperatur von 200°C - 250°C.

Bis 1980 sollen hier 1.000 MW erzielt werden, es zeigt sich jedoch bald, daß dies zu hoch gegriffen war, denn 1980 werden tatsächlich erst 800 MW produziert. 1984 sind es dann allerdings schon 1.300 MW, und 1989 wird sogar eine Gipfelleistung von 2.043 MW erreicht, die später jedoch wieder absinkt um sich bei rund 1.000 MW einzupendeln (Stand 2006).

In der genannten Region tritt 1968 ein großes Fischsterben auf, als dessen Ursache nur der ‚Geodampf’ in Frage kommt, bzw. die in ihm gelösten giftigen Bestandteile (insbesondere Bor- und Ammoniakverbindungen). Seitdem wird der genutzte Dampf nicht mehr in den Fluß, sondern wieder zurück in die Erde gepumpt.

In den USA sind 16 verschiedene Institutionen mit der Erschließung der Geothermalenergie beschäftigt. Forscher des Atomforschungszentrum Los Alamos National Laboratory (New Mexico) arbeiten seit 1970 in Fenton Hill an einem Hot-Dry-Rock-Projekt, bei dem die für den Boilereffekt notwendigen Hohlräume (Fracs) künstlich aufgebrochen werden. 1979 gelingt es das entstandene Reservoir mittels einer 2. Bohrung so exakt anzuzapfen, daß dadurch ausreichend Dampf hinaufgepreßt werden kann. Die Tiefe des Reservoirs beträgt 2.200 m und die maximale festgestellte Temperatur 323°C, womit ein 10 MW Wärmeaustauscher betrieben werden soll. Ende 1985 wird dann damit begonnen, Kaltwasser in die Tiefe zu pressen, wobei etwa 3/5 der Menge mit 150°C wieder an die Oberfläche kommt – ausreichend für die geplanten 10 MW.

Im Jahr 1986 werden mit Japan und Deutschland gemeinsame Entwicklungsverträge geschlossen. Die Projektkosten betrugen bis zu diesem Zeitpunkt 160 Mio. $.

Ende 1986 werden während einem 1-monatigen Test etwa 40 Mio. Liter in die Fracs hinuntergepumpt, die Verlustrate betrögt etwa 20 % und die erzeugte Energie hätte für einen Ort mit 2.000 Einwohnern ausgereicht. Es schließt sich ein 1-jähriger Langzeittest an, an dem auch Japan finanziell beteiligt ist.

Ebenfalls in New Mexiko, und zwar in Albuquerque, befinden sich die Sandia Laboratories, die sich unter anderem durch die Entwicklung von hitzefesten Meßelektroniken hervortun – ihre Systeme funktionierten bei 240°C in 2.286 m Tiefe 18 Stunden, und bei 275°C in 2.452 m Tiefe immerhin noch anderthalb Stunden lang. Es ist auch diese Forschungsinstitution, die mittels einer 12 km tiefen Bohrung zu wissenschaftlichen Zwecken praktisch die Erdkruste durchbohrt. Ihre Fachleute schätzen aus den dabei gewonnenen Daten, daß die Temperatur im Erdinnern alle 40 Mio. Jahre um 1°C absinkt.

Geothermieanlage The Geysers 2006

The Geysers (2006)

Weitere Geothermalanlagen befinden sich im Imperial Valley, wo die Dravo Corporation für rund 85 Mio. $ ein 52 MW Kraftwerk errichtet, das 1984 in Betrieb geht. Ebenfalls dort betreibt die San Diego Gas and Electric Company ein Kraftwerk mit 45 MW. Die Phillips Petroleums Geothermal Division betreibt seit 1984 ein 20 MW Kraftwerk bei Salt Lake City (Utah’s Roosevelt Hot Spring Unit), und gemeinsam mit der Sierra Pacific eine weitere 9 MW Anlage in Reno (Nevada).

1988 erreicht eine Probebohrung in Kalifornien ein Gebiet mit teilweise geschmolzenem Gestein – in 6.400 m Tiefe. Dort werden 500°C gemessen. 1991 wird in Kalifornien bereits die Hälfte des Heizbedarfs von sechs Millionen Einwohnern im Ballungsraum San Francisko-Oakland mit Erdwärme gedeckt.

Zwischen 1990 und 2005 kommt die Entwicklung der Geothermie aufgrund niedriger Energiepreise nur schleppend voran, insgesamt werden nur 110 MW neu installiert.

1999 wird als Zielvorgabe genannt, daß die USA die Geothermie bis 2010 zum weltweit meistgenutzten erneuerbaren Energieträger ausbauen will. In einem besonderen Aktionsprogramm werden Forschung und Industrie 100 Mio. $ zur Verfügung gestellt. Zu diesem Zeitpunkt sind in  den USA an 18 Örtlichkeiten rund 70 Geothermalanlagen in Betrieb.

Eine der größten geothermalen Heiz- und Kühlanlagen der Welt bekommt ab 2002 der militärische Teil von Fort Knox, mit 450 Gebäuden eine der weitläufigsten Basen der US-Army. Durch die Investition von 90 Mio. $ können seitdem bei den Energiekosten jährliche Einsparungen um 8 Mio. $ erzielt werden. Das Erdreich besitzt dort eine konstante Temperatur von rund 15°C – und die 685 Bohrungen mit Tiefen von bis zu 150 m sowie Rohrschleifen von über 100 km Gesamtlänge bilden einen riesigen Wärmetauscher unterhalb der Basis.

Die 2004 installierte Bruttoleistung beträgt 2.544 MW, allerdings gehen tatsächlich nur rund 1.900 MW Strom ins Netz. Grund dafür sind die zu großen Installationen wie z.B. die Geyser-Anlagen mit 1.421 MW, wobei dort allerdings nur noch Dampf genug für 888 MW zur Verfügung steht. Die aktuelle Aufschlüsselung der US-Kapazitäten im Dezember 2004 liest sich wie folgt (in MW elektrisch):

Kalifornien
2.244
Hawaii
30
Nevada
243
Utah
26

 

Relevante Aktivitäten finden im Rahmen eines Reinjektion-Projektes in The Geysers statt. Beim Southeast Geysers Effluent Recycling Project (SEGEP) wird erstmal wiederaufbereitetes Abwasser aus umgebenden Gemeinden mittels einer 48 km langen Rohrleitung mit einer Kapazität von 1.230 t/h herangeleitet und in den Untergrund verpreßt, was zu einer Ertragssteigerung von rund 77 MW führt. Im Rahmen einer zweiten Stufe, dem Santa Rosa – Geysers Recharge Project (SRGRP), sollen mit einer zusätzlichen Einbringung von 1.700 t/h weitere 85 MW gewonnen werden.

Das Galena-1 Projekt von Ormat in Nevada, das zu Ehren von Gouverneur Kenny Guinns späterem Energie-Berater Richard ‚Dick’ Burdette Jr. auf dessen Namen umbenannt wird, nimmt im November 2005 – nur 8 Monate nach Baubeginn – seinen Betrieb auf. Die 20 MW Anlage ist in den bereits bestehenden Steamboat Geothermie-Komplex integriert, wodurch dieser nun eine Gesamtleistung vom 45 MW erreicht, die ins Netz der Sierra Pacific Power gehen.

Im April 2006 wird eine Schätzung bekannt, der zufolge ungenutzte Öl- und Gas-Bohrungen in Alabama, Arkansas, Florida, Louisiana, Mississippi, Oklahoma und Texas das Potential von mindestens 5.000 MW Geothermie-Strom aufweisen.

Ein neuartiges Mini-Geothermalkraftwerk für niedrige Temperaturen bei der Erdwärme des US-Technologiekonzerns United Technologies springt bereits ab 74°C an und bietet eine Leistung von 200 kW. Dabei wird durch das heiße Wasser ein Kühlmittel aus Fluorkohlenwasserstoff mit niedrigeren Siedepunkt verdampft, das eine Turbine antreibt die wie ein umgedrehter Kühlkompressor funktioniert. United Technologies testet die Technik Mitte 2006 an den heißen Chena Hot Springs in Alaska. Sie soll kommerziell ab 2007 für rund 2,2 Mio. $ angeboten werden.

Die PureCycle Technologie, die im Rahmen einer sechsjährigen Entwicklungskooperation zwischen der UTC Power, dem United Technologies Research Center und dem US Department of Energy entsteht, wird 2006 als 400 kW Demonstrationsprojekt am Chena Hot Springs Resort in Alaska eingesetzt.

Chena Demonstrationsanlage

Chena Demonstrationsanlage

Es ist das erste Geothermie-Projekt in Alaska überhaupt und arbeitet mit nur 74°C warem Wasser mit der bislang niedrigsten Temperatur, die in der kommerziellen Stromerzeugung genutzt wird.

In die Erdwärmeforschung stecken die USA derzeit keinen einzigen Cent. Trotzdem publizieren Ende November 2007 zwei US-Geochemiker einen Bericht darüber, wie man mit Hilfe der Massenspektroskopie auch ohne tiefe Bohrungen jene Stellen auffinden kann, an denen sich die Wärme aus der Tiefe leicht anzapfen läßt. Sie nutzen dabei hochempfindliche Detektoren, um an der Oberfläche das Verhältnis des Isotops Helium-4 zu dem weit selteneren Helium-3 zu ermitteln, woraus relativ genaue Rückschlüsse auf das unterirdische Potential getroffen werden können.

Die Suche nach erhöhten Helium-Werten im Boden wird bei der Erdwärme-Exploration schon lange eingesetzt, doch in ihrer Studie zeigen die beiden Forscher nun erstmals, daß Helium-Isotope auch Gebiete darstellen können, wo die Durchlässigkeit bis hinunter in den superheißen Erdmantel reicht – auch in Regionen, in denen keine Lava fließt.

Der einzige US-Präsident, der je ein Patent sein eigen nennen konnte, war Abraham Lincoln. Damals ging es um eine Methode, um auf Sandbänken hängengebliebene Boote zu befreien. In Anerkennung seines Engagements und Interesses an neuen Technologien – so wird im Dezember 2007 bekannt –, soll seine Ruhestätte, der Oak Ridge Cemetery Tomb in Illinois, ab Ende 2008 mit einem neuen und 282.000 $ teuren Erdwärme-System beheizt und gekühlt werden. Anlaß ist der 200. Geburtstag des Präsidenten, die im Folgejahr groß gefeiert werden soll.

2008 beginnt eine regelrechte Renaissance der Geothermie in den USA. Für den Boom ist möglicherweise ein Bericht des Department of Energy (DOE) mitverantwortlich, in dem festgestellt wird, daß das technisch nutzbare Geothermiepotential 3000 Mal so groß ist wie der gesamte gegenwärtige Energieverbrauch des Landes.

Auf der Abbildung ist das Geothermiepotential der USA in 6.000 m Tiefe dargestellt.

Im Januar 2008 gibt die Raser Technologies Inc. eine Finanzierungsvereinbarung mit Merrill Lynch bekannt, um Geothermie-Kraftwerke bis zu 155 MW zu errichten, darunter auch das erste geothermische Kraftwerk der Firma Raser selbst (44 Mio. $). Diese Anlage soll mit der PureCycle-Technologie von UTC Power, einer Tochter der United Technologies Corporation (UTC), ausgestattet werden, 10,5 MW leisten und bereits im dritten Quartal 2008 in Betrieb gehen. Die Vereinbarung stellt das auch erforderliche Startkapital für den Plan von Raser zur Verfügung, in den drei Folgejahren Projekte mit 100 MW pro Jahr zu entwickeln, danach sind jährlich sogar 150 MW geplant.

Anfang Februar 2008 gibt die Firma Vulcan Power Company ihren G3 Power Plan bekannt. Dabei handelt es sich um den Ausbau eines ‚Green Grid’ Stromübertragung-Netzes, mit dem bis zu 1 GW Geothermalstrom aus dem nordwestlichen Nevada in die Metropolen Los Angeles und Las Vegas geleitet werden soll. Dem Unternehmen zufolge schätzen Wissenschaftler des Great Basin Center for Geothermal Energy an der University of Nevada, Reno, daß im nördlichen Nevada bis zu 2.500 MW aus dem natürlichen Dampf gewonnen werden können. Aus Nevada werden bereits seit 15 Jahren über 240 MW an die Stromverteiler Sierra Pacific Resources und Southern California Edison Co. verkauft.

Das US-Energieministerium (US Department of Energy, DOE) startet im Februar 2008 mit einer Reihe von Partnern ein Projekt, um die Enhanced Geothermal Systems (EGS) Technologie in einer kommerziellen Geothermie-Anlage in der Nähe von Reno, Nevada, zu testen. Die EGS-Technologie verbessert die Durchlässigkeit der Untergrundschichten durch die Injektion von Wasser bei hohem Druck. Das DOE wird die EGS-Technologie in der 11 MW Desert Peak-Anlage von Ormat Technologies prüfen, deren Brunnen nicht mehr in der Lage sind kommerziell verwertbare Mengen von heißem Wasser zu produzieren. Mit der Hilfe der EGS-Technologie soll es möglich werden, hier sogar 50 MW Leistung oder mehr zu produzieren.

Führend bei dem Forschungs- und Entwicklungsprojekt sind das DOE, welches das Projekt mit 1,6 Mio. $ unterstützt, Ormat und GeothermEx, die Partner sind die University of Utah, TerraTek, Pinnacle Technologies, der US Geological Survey sowie drei der nationalen Laboratorien des DOE: das Idaho National Laboratory, das Lawrence Berkeley National Laboratory und das Sandia National Laboratory.

Nach Informationen des amerikanischen Geothermieverbands GEA stehen in den USA im April 2008 knapp 90 Projekte mit einer Gesamtleistung zwischen 2,5 GW und 3,5 GW in der Entwicklung.

Ende Juni 2008 gibt das DOE bekannt, daß es 90 Mio. $ in die Geothermie-Forschung stecken wird, wobei schon in diesem Jahr 10,5 Mio. $ bereitstehen. Für 2009 sind 30 Mio. $ und für 2010 sogar 49,5 Mio. $ vorgesehen.

Ebenfalls im Juni 2008 verkündet die State Division of Oil and Gas in Alaska, daß man Explorationsrechte für die geothermische Nutzung der Vulkane Mount Spurr (letztmalig 1992 ausgebrochen) und Augustine vergeben möchte.

Mount Spurr

Mount Spurr

Mitte 2008 macht eine neue Geothermie-Techologie für den Eigenheim-Markt von sich reden. Das Patent von Bob Cochran und seiner Firma EarthLinked Technologies in Lakeland, Florida, besteht aus einem Zentralverteiler, von dem aus schräge und sehr dünne Erdsonden ausgebracht werden, die nur geringen Bohraufwand erfordern.

Vulcan Power erhält im Juli 2008 Investitionsgelder in Höhe von 145 Mio. $ von Denham Capital, zusätzlioch zu den 45 Mio. $ von Merrill Lynch Commodity Partners im Jahr zuvor.

Im August 2008 meldet die Presse, daß das Oregon Institute of Technology als weltweit erste Universität zukünftig vollständig mit Strom aus geothermischer Energie versorgt werden soll. Auf dem Campus wird für 7,6 Mio. $ ein entsprechendes Geothermie-Kraftwerk errichtet, das auch als Studien- und Forschungsobjekt für die Studenten herhalten soll. Wann die Anlage installiert bzw. in Betrieb gehen soll, ist noch nicht bekannt.

Die bereits 1980 gegründete Firma ThermaSource aus Santa Rosa, Kalifornien, gibt im August 2008 bekannt, daß sie im Laufe von nur zwei Jahren Finanzmittel in Höhe von 93 Mio. $ eingeworben hätte, um sich stärker im Bereich von Explorationsbohrungen engagieren zu können.

Ebenfalls im August 2008 verkündet Google, daß es neben seinen anderen Energieprojekten auch 10,25 Mio. $ in die Geothermie stecken wird, insbesondere in den Bereich Forschung, Exploration und Bohrtechnik. Mit 6,25 Mio. $ sollen die Forschungsarbeiten der 2007 gegründeten AltaRock Energy aus Sausalito, Kalifornien, finanziert werden (das Unternehmen erhält insgesamt 26,25 Mio. $ von Khosla Ventures, Kleiner Perkins Caufield & Byers sowie Vulcan Capital), 4 Mio. $ gehen an die 2004 gegründete Firma Potter Drilling sowie knapp 0,5 Mio. $ für Kartographiearbeiten des Southern Methodist University Geothermal Laboratory.

In einem Bericht der Geothermal Energy Association heißt es zu diesem Zeitpunkt, daß die Nutzung der Geothermie seit Januar des Jahres um 20 % gewachsen sei. In 13 Bundesstaaten sind insgesamt 103 Projekt mit einer Gesamtkapazität von rund 4.000 MW in der Entwicklung (die derzeit installierte Geothermie-Kapazität beträgt US-weit fast 3.000 MW). Die Aufteilung dieser Projekte mit einem Gesamtvolumen von rund 15 Mrd. $ sieht im Einzelnen wie folgt aus:

Bundesstaat
Projekte
Kapazität (MW)
Alaska
5
53 - 100
Arizona
2
2 - 20
Kalifornien
21
928 – 1.037
Colorado
1
10
Florida
1
0,2 - 1
Hawaii
2
8
Idaho
6
251 - 326
Nevada
45
1.083 – 1.902
Neu Mexiko
1
10
Oregon
11
297 - 322
Utah
6
244
Washington
1
?
Wyoming
1
0,2
Gesamt:
103
ca. 2.886 – 3.980


Ende August 2008 gibt die Raser Technologies Inc. bekannt, daß sie die Errichtung aller 50 neuen geothermischen Einheiten ihrer 10 MW Anlage in Beaver County, Utah, beendet habe. Außerdem wird das Unternehmen mit der Realisierung des ersten kommerziellen Geothermie-Projekts in Neu Mexiko beginnen, das mit weiteren 10 MW Anfang 2009 in Betrieb gehen soll. Später soll die Anlage in Lightning Dock nahe Animas auf eine Leistung von 20 MW – 25 MW erweitert werden. Gemeinsam mit der Firma UTC Power wird an einer raschen Einführungsstrategie für die Nutzung der neuen Niedrigtemperatur-geeigneten PureCycle Kraftwerksblöcke gearbeitet. Mittels dieser modularen Anlagen soll es möglich werden, US-weit mehr als 120.000 MW ungenutzter Niedrigtemperatur-Geothermie zu nutzen.

AltaRock Energy gibt im September 2008 bekannt, daß das Unternehmen mit der Holzverarbeitungsfirma Weyerhaeuser eine Vereinbarung geschlossen habe, um in den Bundesstaaten Kalifornien, Oregon und Washington auf einer Gesamtfläche von knapp 2,7 Mrd. m2 nach geothermischen Potentialen zu suchen.

Ebenfalls im September 2008 melden die Nevada Geothermal Power Inc. (NGP) und die Ormat Technologies Inc., daß man einen Vertrag zu Errichtung des 49,5 MW Faulkner 1 Geothermiekraftwerkes in Blue Mountain, Nevada, abgeschlossen habe. In Betrieb gehen soll die Anlage im Dezember 2009, der Strom wird im Rahmen eines 20-Jahre-Vertrags an die Nevada Power Co. verkauft.

Raser Technologies Inc. arbeitet zeitgleich am Abschluß der ersten Finanzierungsrunde für seine 10 MWAnlage in der Nähe von Beaver, Utah.

Auch die sogenannte geothermale Co-Produktion, eine Technologie, mit der Strom aus warmem Wasser aus Öl- und Gasbohrungen erzeugt wird, macht inzwischen Fortschritte. Man geht davon aus, daß mit dieser Methode alleine in den Anrainer-Bundesstaaten des Golfes von Texas 1.000 MW – 5.000 MW gewonnen werden können. Ein entsprechendes Demonstrationsprojekt ist bereits im Rocky Mountain Oilfield Testing Center in Wyoming in Betrieb, ein weiteres Projekt mit einer Kapazität zwischen 200 kW und 1 MW wird noch in diesem Jahr in Florida starten.

Der US Geological Survey veröffentlicht im September 2008 eine neue Studie mit der Abschätzung des Geothermie-Potentials in den USA. Demzufolge sei es nicht möglich, etwa 530 GW Strom aus Erdwärme zu erzeugen. Realistisch seien neben den derzeitigen rund 2,5 GW jedoch nur weitere 7,5 GW aus den bereits bekannten geothermischen Energiequellen. Weitere 30 GW könnten aus bislang noch nicht erschlossenen Quellen gewonnen werden.

Im Oktober 2008 beschließen die Indianerstämme der Shoshone Nation in ein Geothermie-Kraftwerk zu investieren, das Strom für die Stadt Riverside in Kalifornien zur Verfügung stellen soll. Das Shoshone Renaissance Geothermie-Kraftwerk in Box Elder County, Utah,  wird 100 MW Strom erzeugen, von denen 64 MW für Riverside bestimmt sind und dort rund 20 % des Bedarfs decken werden. Die Kosten des Projekts betragen 500 Mio. $.

Die Anlage wird in drei Phasen gemeinsam mit der Firma Idatherm aus Utah und den Irland LotusWorks errichtet, betrieben wird sie dann von LotusWorks und der Meridian Investments aus Boston. Die ersten beiden Anlagenteile sollen voraussichtlich 2011 ans Netz gehen.

Ebenfalls im Oktober 2008 gibt das DOE bekannt, welche Unternehmen und Institutionen von dem im Juni (s.o.) bekanntgegebenen neuen Geothermie-Forschungsprogramm profitieren werden. 21 verschiedene Seiten werden in den nächsten vier Jahren mit Direktmitteln von insgesamt 43,1 Mio. $ unterstützt. Die Firma Baker-Hughes Inc. aus Houston, Texas, beispielsweise erhält bis zu 3,14 Mio. $ für die Entwicklung eines visuellen Ultraschall-Inspektionssystem für Bohrlöcher, das bis zu einer Temperatur von 300°C in 10 km Tiefe funktionieren soll, Schlumberger in Sugar Land, Texas, soll mit gut 1,24 Mio. $ eine Tauchpumpe weiterentwickeln, die Temperaturen bis zu 338°C aushält, während die Firma AltaRock Energy Inc. und ihre Partner 6 Mio. $ für Arbeiten an ihrer EGS-Technologie erhalten. Die Geysers Power Co. bekommt bis zu 5,7 Mio. $ zur Vertiefung ihrer Bohrungen und Steigerung der Produktivität.

Ormat meldet zu diesem Zeitpunkt einen Erfolg seiner Versuche zur geothermalen Co-Produktion bei einer sich in Betrieb befindlichen Erdölquelle. Das Projekt in der Nähe von Casper, Wyoming, nutzt das Organic Rankine Cycle (ORC) Stromerzeugungssystem von Ormat.

Zeitgleich gibt das US-Innenministerium bekannt, daß es in 11 Staaten insgesamt 475 Millionen Hektar für die Geothermie-Exploration und Verpachtung zur Verfügung stellen wird. Auf dieser Fläche soll ein Energie-Potential von 5.540 MW bestehen, das ab 2015 genug Strom für rund 5,5 Mio. Haushalte liefern könnte. Bis 2025 könnte dieser Betrag sogar auf 12.100 MW steigen.

Raser Technologies erhält Ende Oktober 2008 eine Steuerausgleichszahlung in Höhe von 21 Mio. $ zur Finanzierung des aktuellen 10 MW Projektes in Utah. Das Geothermie-Kraftwerk soll 9.000 Haushalte versorgen. Mit der Stadt Anaheim in Kalifornien wird vereinbart, daß diese den Strom aus dem Projekt 20 Jahre lang einkauft.

Im Dezember 2008 gibt das italienische Energieunternehmen Enel bekannt, daß es seine Aktivitäten auf dem US-Markt erweitern und im ersten Quartal 2009 zwei geothermische Anlagen in Churchill County, Nevada, mit einer Gesamtkapazität von 65 MW in Betrieb nehmen wird. Die Kraftwerke Stillwater (Erweiterung der bestehenden 7 MW Anlage) und Salt Wells sollen genug Energie erzeugen, um Strom für 40.000 Haushalte in der Region zu liefern.

Enel hat in den USA derzeit Geothermieanlagen mit über 150 MW in der Entwicklung – neben seinen bereits bestehenden zwei Werken in Nevada, einer Anlage in Kalifornien und einer in Utah. Das Unternehmen hatte diese Anlagen im März 2007 mit der Übernahme von AMP-Resources für 90 Mio. $ erworben.

Im Dezember 2008 verpachtet das Bureau of Land Management (BLM) in Oregon, Idaho und Utah insgesamt 77.765 Hektar für die geothermische Projekte. Zu den Käufern der Pachtverträge zählen die Unternehmen Ormat, Enel und Raser.

Marshall-System Grafik

Marshall-System (Grafik)

Mitte Januar 2009 erhält Bruce Marshall aus Santa Paula, Kalifornien, das US-Patent (Nr. 20.090.013.690) für ein System, das die in großen Mengen zur Verfügung stehende Energie der Thermalquellen in der Tiefsee nutzen kann. Dort wird das Wasser von oberflächennahem Magma kontinuierlich aufgeheizt und tritt mit einer Temperatur von bis zu 750°C aus Kaminen und Schloten heraus. Mit der neuen Technologie soll das heiße Wasser samt seiner gelösten Mineralien an die Oberfläche gebracht werden, um hier stromproduzierende Turbinen anzutreiben.

Das Marshall-Hydrothermale Recovery System funktioniert mit stark isolierten Rohren, welche die überhitzte Flüssigkeit zu einer schwimmenden Plattform an der Oberfläche leiten.

Zweifel bestehen daran, ob sich die heiße Flüssigkeit tatsächlich so leicht fördern läßt - ohne aufgrund des Druckverlustes auf dem Weg nach oben schlagartig zu verdampfen.

Die Western GeoPower Corp. entwickelt ein 165 Mio. $ Projekt bei The Geysers nahe Calistoga, dessen 35 MW Strom an die Northern California Power Agency verkauft werden soll.

Zu diesem Zeitpunkt ist das US-Unternehmen Chevron Corp. mit insgesamt 1.273 MW installierter Leistung der weltgrößte Produzent von Geothermal-Strom. Die Anlagen des Unternehmens stehen zumeist jedoch im Ausland wie in Indonesien und auf den Philippinen.

Im Februar 2009 informiert die US Geothermal Inc. über dem Abschluß einer Vereinbarung mit der Idaho Power Company (IPC) zwecks des Anschlußes des Neal Hot Springs Projektes an das Stromnetz. Der 3,2 Mio. $ Vertrag umfaßt die Planung und den Bau eines Umspannwerkes und einer 16,5 km langen Freileitung für 36 MW zwischen dem Projekt und dem nahegelegenen Übertragungsnetz der IPC. Die Inbetriebnahme ist für Anfang 2011 geplant.

Die weitere Aufteilung der DOE-Fördermittel wird im März 2009 bekanntgegeben. Demzufolge werden rund 35 Mio. $ für 20 – 30 technische Detailprojekte bereitgestellt, während 49 Mio. $ für Demonstrationsanlagen mit einer Gesamtkapazität von 5 MW zur Verfügung stehen, bei denen die EGS-Technologie zur Anwendung gelangen soll.

Das Navy’s Geothermal Program Office, das die geothermischen Ressourcen des gesamten Militärs – und nicht nur der Marine – entwickelt und verwaltet, nimmt 2009 insgesamt 10 neue Geothermie-Projekte mit einer Gesamtleistung von 262 MW in Bearbeitung.

Der Geothermal Energy Association zufolge sind seit August 2008 insgesamt 23 neue Projekte in die Projektphase gegangen, die zusammen eine Leistung von 1,5 GW erreichen.

Im April 2008 gibt die Raser Technologies Inc. bekannt, daß die Hatch Geothermal Power Plant in Beaver County, benannt nach US-Senator Orrin Hatch, damit begonnen hat ihren Strom nach Anaheim zu liefern. Die 10 MW Anlage für 33 Mio. $ wurde in einer Rekordzeit von nur fünf Monaten (!) ab dem erstem Spatenstich hochgezogen. Diese Geschwindigkeit wurde durch die Integration modularer Komponenten aus der Klimatisierungsindustrie möglich, die hier einfach anders herum betrieben werden. Die Anlage besteht aus 50 binären Generator-Modulen von UTC Power mit je 280 kW Leistung und einer Garantiezeit von 35 Jahren. Die Gesamtkapazität beträgt rund 14 MW, aber zwischen 3 MW und 4 MW sind erforderlich, um die Pumpen zu betreiben, die das Wasser aus dem warmen Reservoirs hinaufholen und dann wieder nach unten pumpen.

Das Kraftwerk, die erste Neuinstallation in Utah seit über 20 Jahren, nutzt den Organic Rankine Cycle (ORC) zur Stromerzeugung aus geothermischer Salzlake mit Temperaturen von 93ºC bis 148ºC. Während die bisherigen geothermischen Anlagen eine Temperatur über 180°C erfordern, kann eine ORC-Anlage – je nach Art der verwendeten organischen Flüssigkeit – schon mit Temperaturen von 70°C – 80°C betrieben werden.

In dem Kraftwerk mit Binärkreislauftechnologie und geschlossenem Kreislauf wird die heiße Sole aus der Erde durch einen großen Tank geleitet, der einen Verdampfer enthält. In diesem verdampft die Wärme eine (von Raser bislang nicht genannte) Betriebsflüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt. Das verdampfte Arbeitsmedium, das nun unter hohem Druck steht, verläßt den Verdampfer und wird direkt in eine Turbine mit hohem Wirkungsgrad geführt, die im vorliegenden Fall einen 250 kW Generator antreibt.

Nachdem die meiste Energie aus dem Dampf in der Turbine ‚verbraucht’ wurde, wird das nun teilweise verflüssigte Arbeitsfluid aus der Turbine in einen zweiten Tank geleitet, der einen Kondensator-Wärmetauscher enthält. Dieser ‚entfernt’ alle restliche Wärme und führt das Arbeitsmedium wieder vollständig in den flüssigen Zustand über. Von hier aus schließt sich der Kreislauf durch eine kleine Pumpe, die das Kältemittel aus dem Kondensator zurück zum Verdampfer leitet.

Das Konzept, einen Kältekreislauf umgekehrt zu betreiben und dadurch zur Stromerzeugung zu nutzen, ist zwar nicht neu, doch bis jetzt hat die Kälteindustrie diese Idee nie ernsthaft verfolgt. Die in der Hatch-Anlage installierten Stromerzeugungsmodule von UTC sind mit der modifizierten Version einer industriellen Klimaanlage von Carrier ausgestattet – was aufgrund deren Serienfertigung eine kostengünstige Lösung darstellt. Außerdem sichert die hohe Redundanz einen Gesamtbetrieb auch bei Abschalten einzelner Komponenten aufgrund von Wartungsarbeiten oder Reparaturen.

Laut Raser könnte die Nutzbarmachung von niedrigen und mittleren Temperaturen in der Geothermie etwa ein Drittel des US-Energiebedarfs decken. Die nächste Anlage von Raser wird derzeit in Neu Mexiko errichtet, es ist die erste in diesem Bundesstaat.

Im Mai 2009 gibt Präsident Barack Obama bekannt, daß mehr als 467 Mio. $ aus den Mitteln des American Reinvestment and Recovery Act für die Entwicklung, Erweiterung, Einführung und Nutzung von Geothermie und Solarenergie in den USA zur Verfügung stehen. In Bereich der Erdwärme sollen damit Demonstrationsprojekte (140 Mio. $), Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu Enhanced Geothermal Systems (EGS) (80 Mio. $), innovative Explorationstechniken (100 Mio. $) sowie ein nationales Geothermie-Daten-System (30 Mio. $) finanziert werden.

Nur einen Monat später, im Mai 2009, verlautet durch Energieminister Steven Chu, daß auch Geothermie-Wärmepumpen mit 50 Mio. $ gefördert werden. Auch hier sind u.a. Demonstrationsprojekte vorgesehen.

Die als Nebenprodukt von Ölbohrungen anfallende Wärme nutzen will auch die Firma ElectraTherm Inc. aus Carson City, Nevada, ein Hersteller von wärmebetriebenen Stromgeneratoren. Im Juni 2009 kündigt das Unternehmen an, daß seine ElectraTherm Green Machine zukünftig auch bei geothermischen Anwendungen zum Einsatz kommen soll. ElectraTherms texanischer Partner, die Firma Gulf Coast Green Energy, wird die mit 93°C zu betreibenden Maschinen in zwei Projekten einsetzen, die von der Research Partnership to Secure Energy for America finanziert werden.

Potter-Bohrloch

Potter-Bohrloch

Wenn alles gut geht, werden wir bald in der Lage sein, zumindest in kleinen Durchmessern sehr schnell und sehr tief bohren zu können – und zwar mittels Flammen-Jets mit einer Temperatur von  4.000ºC, die jede Art von Material durchdringen und eine Bohrgeschwindigkeit bis zu 100 m/s erreichen!

Dieser potentielle Schlüssel zu einer günstigen Geothermie geht auf den Erfinder Jared Potter zurück, der mit seinem Spezialbohrer tiefliegende Magma-Kammern erreichen will, um dort eingepreßtes Wasser in einen superheißen Zustand zu verwandeln. Die Idee stammt von seinem Vater Robert Potter, einem Geothermie-Pionier der 1970er Jahre am Los Alamos National Laboratory, der sie bereits vor 30 Jahren hatte, als er sich mit der Entwicklung des Hot Dry Rock (HDR) Verfahrens beschäftigte. Zuvor hatte er am Manhattan Projekt mitgearbeitet.

Anstatt den mechanischen Abrieb zu nutzen setzt Potters einen extrem heißen Flammenstrom ein, der das Gestein ohne direkte Berührung schlicht wegschmelzen läßt. Ein kleiner Prototyp mit einer Wasserstoff-Flammenlanze (1.760°C) schafft bereits gut 30 m in der Stunde. Ein weiterer Prototyp arbeitet mit einen auf 4.000°C überhitzten Wasserstrahl, der auch in sehr großen Tiefen bis 15.000 m und unter extremem Druck funktionieren soll. Aufgrund des hohen Innovationsgrades gibt es hier einen link zu dem entsprechenden Video von vom Juni 2009. Die 2004 gegründete, familieneigene Firma Potter Drilling Inc. ist im kalifornischen Redwood City beheimatet, Hauptinvestor ist Google.org. Im November 2009 erhält das Unternehmen eine Förderzusage des DOE über 5 Mio. $ zur Weiterentwicklung der neuen Bohrtechnologie.

Eine neue Methode zur Aufnahme von wesentlich mehr Wärme aus Niedrigtemperatur-Quellen wird von Wissenschaftlern des US Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory entwickelt. Im Juli 2009 wird ein nanostrukturierter Organometallischer Wärmeträger (metal-organic heat carrier, MOHC) vorgestellt, der als zweiphasige Flüssigkeit mit der Fähigkeit zur schnellen Expansion und Kontraktion zu einer signifikanten Verbesserung des thermodynamischen Wirkungsgrades der Wärmerückgewinnung beitragen kann.

Molekulare Zusammensetzung eines MOHC Grafik

Molekulardarstellung
eines MOHC (Grafik)

Im August 2009 informiert die Nevada Geothermal Power Inc. (NGP) über den Abschluß ihrer Arbeiten am Bau des 49,5 MW Geothermie-Kraftwerk Faulkner 1 in Blue Mountain. Außerdem sei die Installation des rund 33,5 km langen Anschlußes an das Stromnetz der Sierra Pacific Power Company (SPPC) beendet. Die Inbetriebnahme der Anlage mit ca. 28 MW – 30 MW wird auf Ende September angesetzt. Anschließend sind weitere Bohrungen geplant, die anstelle der beiden bestehenden flachen Injektoren zum Einsatz kommen sollen, um die Leistung der Anlage auf 40 MW zu erhöhen. Im Jahr 2010 wird die NGP weitere Untersuchungen durchführen um das zukünftige Ausbaupotential innerhalb der den 17 Quadratmeilen großen Pachtgeländes zu eruieren.

Anfang September 2009 meldet die Presse, daß das von Google.org, Kleiner Perkins, Khosla Ventures und dem Department of Energy (DOE) unterstützte Enhanced Geothermal Systems (EGS) Projekt der Firma AltaRock in Nord-Kalifornien auf gravierende Probleme gestoßen ist. Das Unternehmen versucht den Brunnen E-7 drei Mal aus unterschiedlichen Tiefen von 976 m, 510 m und 833 m weiterzubohren. Doch bei Erreichen einer Tiefe von 1.250 m – 1.340 m bleibt der Bohrkopf jedes Mal stecken, da das instabile Felsmaterial die Bohrung zum Einsturz bringt. Als Resultat wird 17 das Mio. $ teure Projekt, das erst im Juni 2009 gestartet war, auf unbestimmte Zeit ausgesetzt. AltaRock sucht nun nach anderen Standorten zum Bohren.

Trotz dieses Rückschlags wird der EGS Ansatz jedoch weiterverfolgt, und auch das DOE finanziert das Raft River EGS Programm mit 7,39 Mio. $ weiter. Mit diesem Betrag wird ein Programm umgesetzt dessen Ziel es ist, die Durchlässigkeit innerhalb des geologischen Horizonts des Raft River Reservoirs zu verbessern. Das Projektteam wird von dem Energie- und Geowissenschaftlichen Institut an der Universität von Utah geleitet, Partner sind die Firmen APEX Petroleum Engineering Services und HIPOINT Reservoir Imaging.

Electratherm, Erfinder der Green Machine, kündigt im Oktober 2009 an, daß ihre erste mit Grundwasser funktionierende Anlage in der Florida Canyon Mine im nördlichen Nevada installiert wird. Die zur Verfügung stehende Wassertemperatur beträgt hier 105,5°C. Nach der Erteilung einiger Patente veröffentlich das Unternehmen nun auch weitere Details über seine Technologie.

Die vom Verdampfer aufgenommene Überschußwärme wird genutzt um das flüssige Arbeitsmittel zu verdampfen. Der unter Druck stehende Dampf wird dann durch eine Expanderschraube geleitet, deren Drehung auf den elektrischen Generator übertragen wird. Anschließend wird der Dampf abgekühlt und kondensiert wieder zu einer Flüssigkeit, worauf das flüssige Kältemittel auf einen höheren Druck gebracht und in den Verdampfer zurückgepumpt wird um den Vorgang zu wiederholen.

Ebenfalls im September 2009 erfahre ich erstmals von dem neuen kalifornisches Unternehmen Simbol Mining, das eine Methode gefunden hat, wie man aus dem heißen Abwasser geothermischer Kraftwerke das Metall Lithium extrahieren kann, das für Batterien eine wichtige Rolle spielt und dessen weltweiter Verbrauch sich Experten zufolge bis 2020 verdreifachen wird. Im Jahr 2008 belief sich die globale Lithium-Produktion auf rund 28.000 Tonnen, von denen 82 % aus Australien, Argentinien und Chile stammten.

Zur Gewinnung von Lithium braucht man im allgemeinen große Mengen an Wasser, oder der Stoff wird aus Salzlösungen gewonnen. Lithiumsalze, insbesondere Lithiumchlorid, kommen verbreitet in Salzseen vor. Die größten technisch ausbeutbaren Lithiumvorkommen befinden sich im Salton Sea und in den Salzseen in Bolivien und Chile. Die Forscher von Simbol Mining gehen davon, daß das Abwasser aus dem geothermischen Kraftwerk mindestens genauso viel Lithium enthält wie die Salzseen. Eine entsprechende Anlage am Salton Sea in Kalifornien soll nun den entsprechenden Nachweis erbringen.

Frühere Versuche, Lithium aus Thermalwasser abzuscheiden, scheiterten an den hohen Silikatwerten. Mit der am Lawrence Livermore National Laboratory entwickelten Technik (Simbol Mining ist eine 2007 erfolgte Ausgründung) können die Silikate jedoch so abgeschieden werden, daß man sie einfach aus dem Wasser filtern kann. Das restliche Wasser fließt dann über ein chemisches Harz, das die Lithium-Ionen aus der Salzlösung zieht und in eine Lithiumchlorid-Verbindung überführt. Das Lithium-Chlorid kann anschließend mit Natriumkarbonat gemischt werden, um versandfertiges Lithiumcarbonat zu gewinnen. Die Wärme des Wassers wird auch zur Beschleunigung des gesamten Verfahrens genutzt.

Nachdem der erste Testlauf erfolgreich verläuft wird das Unternehmen ein Demonstrationswerk in Betrieb nehmen um etwa eine Tonne Lithium im Monat zu gewinnen. Für Simbol ist die Lithium-Gewinnung allerdings nur der erste Schritt, denn Thermalwasser sei eine wahre Fundgrube für viele andere Substanzen.

Ende September 2009 beginnt die US Geothermal Inc. mit ihren Bohrungen beim Neal Hot Springs Geothermie-Projekt im östlichen Oregon. Die erste von Trinity Drilling durchgeführte Bohrung NHS-5 soll eigentlich bis in eine Tiefe von rund 2.800 m gehen. Insgesamt sind drei Bohrungen bis Tiefen von 2.300 m bis 3.800 m geplant. Zusätzlich zu diesen Tiefbrunnen mit großen Durchmessern sollen auch noch Bohrungen mit kleinen Durchmessern eingebracht werden, um Felddaten der Temperaturgradienten zu gewinnen. Erst mit diesen Daten kann das volle Potential der geothermischen Ressourcen der Neal Hot Springs Region erfaßt werden.

Nach einigen Problemen wird Mitte Oktober NHS-5 erfolgreich abgeschlossen, da in 882 m Tiefe eine Temperatur von 141°C erreicht wird. Zu diesem Zeitpunkt sind auch schon 5 der kleineren Bohrungen beendet, die Tiefen von 150 m bis 275 m erreichen. Drei weiter, die rund 460 m tief gehen sollen, sind in Arbeit. Ende Oktober 2009 erhält die US Geothermal Inc. auch die Genehmigung für den Bau eines 22 MW Kraftwerks in Neal Hot Springs. Das 106 Mio. $ teure Projekt wird voraussichtlich mit 27 Mio. $ bezuschußt und soll im vierten Quartal 2011 in Betrieb gehen. Mit der Idaho Power Company (Idaho Power) ist bereits ein 25-Jahres-Vertrag zur Lieferung von bis zu 25 MW geschlossen.

Der Bericht ,U.S. Geothermal Power Production and Development Update’ vom September 2009 nennt 144 neue Geothermieprojekte in 14 Bundesstaaten, die zusammen etwa 7.100 MW Strom produzieren sollen. Gleichzeitig verlautet aus dem Energieministerium, daß die Exploration und Entwicklung von neuen geothermischen Feldern sowie Forschungen an fortgeschrittenen Geothermie-Technologien mit bis zu 338 Mio. $ unterstützt werden sollen. Ins Auge gefaßt sind 123 Projekte in 39 Staaten, die in der Privatwirtschaft, in akademischen Einrichtungen, Stammes-Verbänden, Kommunalverwaltungen und in den nationalen Laboratorien des DOE angesiedelt sind.

Im November 2009 unterzeichnet die Ormat Technologies Inc. einen 20-Jahres-Vertrag mit der Nevada Power Company über den Verkauf von 30 MW Strom aus dem im Bau befindlichen McGinness Hills Geothermie-Kraftwerk.

Ebenfalls im Bau befindet sich das Hudson-Ranch Projekt, eine 50 MW Geothermie-Anlage für etwa 400 Mio. $, die durch die Unternehmen EnergySource und Catalyst Renewables Corp. im Imperial County errichtet wird und 2011 in Betrieb gehen soll.

Daß geothermische Kraftwerke mit CO2 als Wärmetransporter effektiver arbeiten und das Treibhausgas gleichzeitig auch noch kilometertief in der Erde entsorgen können (ein derzeit aktuelles, aber sehr umstrittenes Thema), sollen neun Projekte unter Leitung des Lawrence Berkeley National Laboratory zeigen, die das DOE mit 16 Mio. $ aus dem Geothermie-Forschungstopf finanziert.

Die Idee, statt Wasser überkritisches CO2 für den Wärmetransport zu nutzen, geht auf den US-Physikers Donald Brown im Jahr 2000 zurück, 2006 erstellt der Lawrence-Berkeley-Geologe Karsten Pruess dann ein erstes detailliertes Modell des Verfahrens: Läßt man das CO2 in heiße Schichten ein, die mehrere Kilometer unter der Erdoberfläche liegen, kann es anschließend Wärmeenergie nach oben transportieren. Dabei ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß ein erheblicher Teil des CO2 in der Tiefe verbleibt. Halb Gas, halb Flüssigkeit, ist diese unter hohem Druck stehende Form des CO2 weniger viskos als Wasser und fließt leichter durch das Gestein. Durch hydrostatische Druckunterschiede könnte auch der Kreislauf des CO2 erleichtert werden und damit die üblichen Energieverluste durch Pumpen verringern. Unbekannt ist bislang noch, wie das überkritische CO2 mit den Mineralien im Gestein reagiert.

Die erste 2 MW Versuchsanlage an der Grenze der US-Bundesstaaten Arizona und Neu Mexiko wird 2010 von der Geothermie-Firma GreenFire Energy aus Salt Lake City errichtet.

Im Dezember 2009 gibt AltaRock Energy bekannt, daß es seine Aktivitäten bei The Geysers in Kalifornien komplett einstellen wird. Als Grund werden die aktuellen Geschehnisse in der Schweiz genannt, wo das Baseler Geothermie-Projekt aufgrund mehrerer Erdbeben in den Jahren 2006 und 2007 und den daraus resultierenden Schäden endgültig gestoppt worden ist (s.d.).

Die Magma Energy Corp. berichtet Mitte Januar 2010 über einen erfolgreich abgeschlossen Fließtests beim Tiefbrunnen 45A-33 der Soda Lake Geothermie-Anlage, der eine Nennleistung von 3 MW haben wird, sobald eine entsprechende Turbine installiert ist. Die bisherigen Tests zeigen einen anhaltend hohen Zustrom von 1.200 Liter pro Minute bei einer Temperatur von 196°C. Die Gesamtkapazität der Anlage beträgt 23 MW.

Grenzen der geothermischen Nutzung


Erdwärme-Kraftwerke lassen sich regional begrenzt und oft nur in aktiven oder ehemaligen Vulkanzonen errichten. Meist finden sich die Vorkommen auch in dünn besiedelten Gegenden, wo man sie eigentlich gar nicht braucht. Es besteht neben der unberechenbaren Auswirkung auf die Vulkantätigkeit auch eine Gefahr durch großflächige Bodensenkungen oder durch die Auslösung lokaler Erdbeben, wie ganz aktuell Ende 2006 und Anfang 2007 im Zuge des Deep-Heat-Mining-Projekts in Basel. Die aus der Tiefe austretende heiße Sole besteht zumeist aus Wasser, Dampf und einem bestimmten Feststoffgehalt – sie muß also getrennt werden.

Zum Teil treten auch giftige Gase oder aggressive und ätzende Flüssigkeiten aus, darunter Schwefel, Ammoniak, Kohlendioxid, Wasserstoff, Floursäure und Borsäure (in Kalifornien erreicht der Gehalt an Salzen und Mineralien 15 – 20 % !!), die nicht nur die Leitungen sondern auch die Maschinen, vor allem die Turbinen zerstören können. Mit steigender Temperatur steigt meist auch die mineralische Verunreinigung und ihre Aggressivität – und damit die Korrosion und die potentielle Umweltgefährdung.

Das Wasser aus den Tiefen der Erde ist manchmal auch leicht radioaktiv und enthält Kontaminationen von Thorium und Uran, so daß es behandelt werden muß um keine Folgeschäden zu verursachen.

Versuchs- und Erschließungstiefbohrungen sind extrem teuer, desgleichen auch die Installationen. Die Systeme sind sehr energieaufwendig, so ist z.B. für einen Pumpbetrieb ‚nach unten’ ein sehr hoher Druck erforderlich (bis zu 500 Atmosphären). Technisch und wirtschaftlich gut nutzbare Temperaturen (um 300°C) gibt es meist erst unterhalb von 10.000 m. Einer EG-Studie zufolge liegen wirtschaftlich sinnvolle Aufschlußtiefen allerdings bei höchstens 3.000 m. Die Entnahmedauer für Dampf ist nicht exakt vorausrechenbar.

Beim Hot-Dry-Rock-Verfahren (HDR) ist besonders die notwendige Gesteinsauflockerung sehr aufwendig, die Frac-Ausbreitung ist außerdem nicht vorhersehbar.

Da auch im Heizbetrieb (bei niedrigeren Temperaturen) nur mineralfreies Wasser benutzt werden kann, bedarf es hier teurer Wärmetauscher.

Geothermalkraftwerke sollen sehr laut sein, sie werden mit einem ‚startenden Jumbo’ verglichen. Nennungen über exakte Wirkungsgrade liegen mir nicht vor, doch die Entwicklung von bei relativ kühlem Dampf effizient funktionierenden Turbinen ist im allgemeinen noch nicht weit fortgeschritten – entsprechend niedrig sind die Wirkungsgrade anzusetzen.

Da in Industrieländern schon seit Jahrzehnten riesige Mengen von z.T. stark belasteten Abwässern über Schluckbrunnen tief in die Erde verpresst werden, besteht ferner die Möglichkeit, daß diese Stoffe über Geothermalanlagen wieder an die Oberfläche gelangen. Beispielsweise versenken Kaliwerke jährlich Hunderttausende von Tonnen stark salzhaltiger Abwässer. 1989 werden in der Bundesrepublik an 31 Stellen wasserführende Gesteinsschichten in Tiefen zwischen 325 und 2.994 m mit Abfallstoffen geimpft, insbesondere mit hochgiftigen oder anderweitig stark belasteten flüssigen Abfällen. Auf den Öl- und Erdgasfeldern Niedersachsens werden Bohrrückstände und mit Chemikalien verseuchtes Schmutzwasser, im bayerischen Moosberg sogar riesige Mengen an mit Arsen versetzter Salzsäure in tiefe Erdschichten hinuntergepresst (zwischen 1968 und 1989 etwa 16 Mio. Kubikmeter!).

In Bezug auf die Erdbeben-Gefahr in Verbindung mit geothermischen Bohrungen verweise ich auf die obigen Länderberichte Deutschland, Schweiz und USA.


Über die Homepage der Geothermischen Vereinigung e.V. (heute: Bundesverband Geothermie, GtV) kommt man zu den wichtigsten Sites und findet einer Fülle aktueller Detailinformationen auch aus dem internationalen Geschehen im Bereich der Geothermalenergie.

Dort habe ich sogar einen ‚Geothermie-Song’ gefunden – von dem Liedermacher und Förderer dieser Energieform Walter Keil- wobei es diesen ab September 2010 auch als YouTube-Clip gibt.

Ob in Moskau oder New York, ob in Rio oder Tokio
In vielen Ecken dieser Welt wird ein heißer Rhythmus eingezählt
Sie spielen Rock in den Garagen und sie rappen in den Kellern
Sie spielen oft für kleine Gagen und Menschenherzen schlagen schneller


Refrain:           Ja wir leben auf einem heißen Planeten
                        Ja wir leben auf der Erde !


Der Boden unter unsern Füßen ist der Erde kalte Haut
Jedoch ihr Körper ist heiß glühend, frag Vulkane, die wissen's auch
Neuzehnhundertneunundneunzig sucht man nach der Energie
Die das Klima nicht kaputt macht, zu unsern Füßen schlummert sie !

Refrain 2 x     

Ja im schönen Städtchen Erding, da weiß man längst Bescheid
Hier kennt und nutzt man die Erdwärme, Erding ist Beispiel für die Welt !

Refrain 2 x


Man mag davon halten was mal will, die Erdinger sind sicherlich - und auch mit Recht - sehr stolz darauf.

Auf internationaler Ebene ist die Seite geothermal-energy.org der International Geothermal Associasion sehr zu empfehlen, die mit einer großen Menge an Detailinformationen aufwartet.

Und daß Geothermie-Poesie nicht nur auf die deutsche Sprache beschränkt ist, belegt das folgende englische Gedicht, dessen Urheber mir nur unter seiner Mail-ID bekannt ist (adrianakau@aol.com):

Let us go Geothermal,
It is truly epidermal,
The crust of the Earth,
Will result in a power burst,
Providing heat for good electricity.

Let us tap into the heat found below,
In the future it is surely to grow,
Into a great industry,
Just you wait and see,
Giving heat for our electricity.

Energy we need to run our nation,
Heat sources to replace thermal coal stations,
That feed poisons to our air,
We can hardly bear,
We want clean ways for our electricity.


Wir kommen nun zum nächsten Kapitel der Erneuerbaren Energie, zum Thema Methan und Synthetische Kraftstoffe.


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