FAU-Forscher testen Tiefenbohrer

Erlanger Geologen nehmen an EU-Forschungsprojekt zur Verbesserung von Erdwärmesystemen teil

Inwieweit sich die Kosten für den Bau und Betrieb von Erdwärmeanlagen senken lassen, wollen Geologen der FAU untersuchen. In dem auf vier Jahre ausgelegten internationalen Projekt wollen die FAU-Wissenschaftler zusammen mit ihren 15 europäischen Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft neue Bohrtechniken testen und Geothermiesysteme weiterentwickeln. Hierfür hat  die EU knapp sechs Millionen Euro bereitgestellt. Letztlich ist das Ziel des CHEAP-Projekts, die Geothermie als marktfähige alternative Wärmequelle für Privathaushalte zu erhalten.

Die Verwendung von Erdwärme ist kein neues Konzept – bereits in der Antike machten die Römer sich heiße Quellen in der Bäderarchitektur zunutze. Seitdem ist der technische Gebrauch von Erdwärme jedoch weiter vorangeschritten. Heute bohrt man in die Tiefe um die Effekte der Geothermie auszunutzen, bleibt dabei aber zumeist oberhalb von 400 Metern. Für die meisten Verwendungszwecke, wie beispielsweise dem Heizen oder Kühlen von Privathaushalten, reichen aber noch geringere Tiefen unter 100 Metern aus. Man spricht hier dann von der sogenannten oberflächennahen Geothermie.

Kostenersparnis durch die Entwicklung neuer Bohrtechniken

Wie sich nun die Bau- und Betriebskosten von oberflächennahen Erdwärmesystemen reduzieren lassen, untersuchen nun Dr. David Bertermann und Johannes Müller am Geozentrum Nordbayern der FAU. „Wir möchten Kostenersparnis unter anderem durch die Entwicklung neuer Bohrtechniken erreichen. Unsere Vorgabe ist es dabei, oberhalb von 50 Metern Bohrtiefe zu bleiben, was die Kosten erheblich senken würde“, sagt Bertermann, der in diesem Projekt für die Sonden- und Bohrtechnikentwicklung verantwortlich ist. Ebenso wichtig sei aber auch die Weiterentwicklung der vertikalen Geothermiesonden und Sonderformen von Erdkörben, denn Bohrtechnik und Design der Sonden werden aufeinander abgestimmt, so Bertermann. Vertikale Erdwärmesonden sind ein mit wärmeleitender Flüssigkeit gefülltes, geschlossenes Rohrsystem, das tief unter der Erde entweder Wärme aufnimmt oder abgibt. Die Erdkörbe, die vom Prinzip her wie die vertikalen Systeme funktionieren, zählen jedoch zu den horizontalen Erdwärmesystemen und kommen eigentlich nur in Tiefen von ein bis vier Metern zum Einsatz. Hier wird ein spezieller Prototyp getestet, der in größeren Tiefen zum Einsatz kommt.

Die Bodeneigenschaften sind entscheidend

Über eine kostengünstige Installation und den effizienten Betrieb entscheiden ebenfalls die Bodeneigenschaften. Deshalb sammeln die Forscher für dieses EU-Projekt mit dem Namen Cheap-GSHPs Daten zur Bodenbeschaffenheit. Hierzu zählen Bohr- und Leitfähigkeit des Bodens, die je nach Gesteinsart starken Schwankungen unterworfen sind. Je höher die Bohrfähigkeit, desto leichter und damit kostengünstiger lassen sich die notwendigen Bohrlöcher anlegen. Über deren Tiefe wiederum entscheidet die Leitfähigkeit des Bodens: Je höher diese ist, desto weniger Bohrmeter sind nötig. Diese Daten aus ganz Europa fassen die Wissenschaftler dann in einer Karte zusammen und machen  sie für jeden frei zugänglich.

Getestet wird in Eltersdorf

In Erlangen-Eltersdorf testen die FAU-Forscher dann zukünftig die neuen Bohrtechniken und das neue Design der Wärmetauschsysteme, um festzustellen, ob dies zu der gewünschten Kostenreduzierung und höheren Leistungsfähigkeit von Geothermieanlagen führt. Dafür hat die EU im Rahmen ihres Programms zur Förderung von Forschung und Innovation „Horizont 2020“ rund 6 Millionen Euro bereitgestellt. „Denn letztlich soll die Erdwärme marktfähig und als regenerative und klimaneutrale Energiequelle auch für private Hausbesitzer eine attraktive Alternative bleiben“, erklärt David Bertermann.

Weitere Informationen:

Dr. David Bertermann
Tel. 09131/85-25824
david.bertermann@fau.de